tdcs刺激对人的影响
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经颅电刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)由于其有效性和无创性,近年来得到了广泛的应用。tDCS主要采用25-35cm2电极,阴极和阳极之间通以0.5-2mA的微弱电流,流经大脑的刺激靶区域,使大脑皮层极化,起到调节大脑皮层神经元兴奋性、促进神经重塑和修复、改善脑部供血等作用。研究发现,作为一种无创无痛的物理治疗方式,tDCS可以有效辅助药物治疗、手术介入治疗等常规治疗手段,从一个全新的角度对脑卒中、帕金森、厌食症、癫痫等疾病进行治疗。但是tDCS仍是一项新技术,还需要对神经调控机理、刺激模式做深入研究和探讨。目前的研究热点主要是利用tDCS作为辅助方法治疗如①精神紊乱类疾病:抑郁症,急性狂躁症,双极症,幻觉;②神经损伤类疾病:帕金森,肌张力失常,口吃,耳鸣,癫痫;③疼痛症侯群:腰疼,偏头痛;④内脏疾病:慢性胰腺炎,癌症。另外还可以帮助中风后的失语症和手臂功能障碍得到恢复。
对疾病的治疗
1治疗慢性疼痛
对于10Hz重复磁刺激初级运动皮层(M1)治疗神经源性疼痛已经早有报道,但tDCS减轻疼痛的效果优于rTMS,近些年来越来越多的研究者开始关注tDCS治疗慢性神经病理性疼痛。研究证实,tDCS可以减轻脊髓外伤引起的疼痛、纤维组织肌痛、癌症引起的疼痛,但是关于tDCS减轻疼痛的机制尚不清楚。有报道称,当tDCS持续刺激到达一定时间后,N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDA,是兴奋性氨基酸谷氨酸的特异性受体)会被暂时的激化,从而促进神经元突触的贡塑,因此,刺激后效果会持续。通过、DCS提高M1的兴奋性可以间接调制痛觉区域如丘脑核,同时也影响到其他有关痛觉的区域如前扣带皮质、中脑导水管周围灰质甚至脊神经,从而减轻痛觉。
P.s.Boggio等人用阳极刺激20名健康受试者M1区和背外侧前额叶皮质(DLPFC,DLPFC有调制包括杏仁体和前扣带皮质等痛觉网络的作用。发现受试者的痛阈升高,这就提示tDCS缓解疼痛的机制可能不仅仅是与痛觉相关的神经元兴奋性有关,可能还与痛阈的改变有关。Andrea Antal等人对12名存在抗药性的慢性疼痛受试者(二义神经痛、中风后疼痛综合症、背痛、纤维组织肌痛)同时进行阳极刺激和假刺激,对另外9名受试者只进行阳极刺激或者假刺激,连续5天用1mA的tDCS刺激M1的手部运动区,每天20分钟,从痛觉评分量表看,阳极刺激减轻了痛觉,效果持续了二周到四周。Felipe Fregni等人对脊髓外伤引起的中枢性疼痛患者的运动皮层进行2mA
20分钟的,连续5天的tDCS,发现阳极刺激运动皮层可以显著减轻疼痛症状,并目刺激后没有引起抑郁、焦虑、认知功能的改变。
2、治疗抑郁症
早在上个世纪六十年代就有通过tDCS来改变人类情绪和抑郁症症状的报道,但是与现在的刺激模式不同。早期的研究成果刺激模式不统一,重复性不佳,很多实验没有得到后续研究的复制,原因可能是病人情况的差异或者刺激模式不够科学。在沉默了二十多年后,tDCS优化了部分刺激模式,从而又被用来治疗抑郁症。tDCS治疗抑郁症改善情绪的真正机理并没有被确证,但是一般认为是利用tDCS的调制作用,平衡两侧前额皮质的兴奋性。因此大量的关于抑郁症状和神经生理异常的联系的研究正在开展。
Fregni等人对10名重度抑郁病人(并没有产生抗药性)进行1mA,单次单日20分钟,通过HAM和BDI抑郁评分,发现分数相对于基线平均减少60%到70%。Boggio等人对抑郁症病人进行连续10天的tDCS,发现tDCS刺激前额叶皮质,可以通过改变大脑处理与情绪相关的事物(比如增加了对积极乐观的视觉材料的识别能力),暂时改善抑郁症状。当加大刺激电流到2mA时,刺激后的改善效果可以持续30天。Rigonatti等人对tDCS和氟西汀(抗抑郁药物)的效果进行了对比,发现两者的治疗效果虽然相似,但是tDCS相比之下起效更快,并且效果持续了4周。
目前尚并不清楚tDCS治疗抑郁症的最佳刺激模式是什么,比如单次刺激多长时间,间隔多久刺激一次才能延长刺激效果并且产生最小的副作用。还需要大量的实验来证实和确定。
3、治疗帕金森病
目前帕金森病(PD)的主流治疗方法是药物治疗、深部脑刺激治疗和外科手术毁损治疗。但是无创脑刺激如rTMS和tDCS的提出,正在对传统治疗方法提出挑战。
Fregni等人的双盲实验中,分别用阳极和阴极电极刺激M1、用阳极刺激背外侧前额叶(DLPFC),通电20分钟,并设计了假手术组,然后评估了刺激后受试病人的运动功能,包括帕金森统计量表(UPDRS),对简单事物的反应时间(sRT)和Purdue Pegboard测试,评估了MEP,从而观察tDCS对PD患者的疗效。其中,阳极刺激M1后,UPDRS(p<0.001)和sRT(p=0.019)的测试结果显示,被刺激的受试者相对于假手术组的受试者的运动功能得到了显著改善,而阴极刺激M1,和阳极刺激DLPFC并没有类似效果。另外,阳极刺激M1后,MEP的幅度增加,而阴极刺激后,MEP的幅度减小,这就显示了皮层靶区域的神经细胞兴奋性的改变。
认知能力的下降是PD患者经常出现病症,往往大大降低患者的生活质量。多巴胺类药物和经颅磁刺激早已被证明可以提高PD的患者的某些认识能力如工作记忆。Paulo S.Boggio等人,通过实验来探讨tDCS是否能通过调节大脑皮层的兴奋性来改善PD的认知能力。他们的实验受试者为18个PD先天患者,用阳极tDCS分别刺激左侧的背外侧前额叶皮层(LDLPFC)和初级运动区(M1),电流用1mA和2mA。结果表明,电流强度为2mA,阳极电刺激LDLPFC,受试者通过工作记忆测试反映出工作记忆的显著提高,而用1mA电流刺激LDLPFC,或者刺激M1都没有发现显著性改变。因此,tDCS基于一定的刺激位置和刺激强度能够改善PD患者的工作记忆能力,可能是由于背外侧前额叶皮层兴奋性的升高所致。
tDCS在临床上应用于帕金森症的研究报道很少,是一个新兴的方向,以上两篇报道分别从运动功能和认识能力方面的改善来评价刺激后的效果,其实还可以从多巴胺的分泌等生化角度来研究,其实tDCS和TMS有很大相似之处,所以后续研究仍然有待开展。
4、治疗癫痫