За последний год исследования неинвазивной электростимуляции мозга продвинулись далеко вперед. Так, масштабное аналитическое исследование на основе 1412 научных статей выявило, что воздействие на мозг слабым постоянным током (tDCS) эффективно для лечения депрессии и нескольких других психических заболеваний.
Причем, по-видимому, tDCS не уступает по эффективности стандартным антидепрессантам, а по безопасности ещё и значительно обгоняет их. Интересно, что аналогичная электростимуляция может применяться и здоровыми людьми для улучшения их настроения и большей устойчивости к повседневным стрессам.
Учитывая, что в развитых странах до 17% людей хотя бы раз в жизни страдают от депрессии (как, например, в США), а снижение настроения в результате депрессии влечет за собой разнообразные когнитивные нарушения: от проблем с памятью до нарушения способности решать задачи, то ученые предполагают самое широкое потенциальное применение новой технологии.
Электростимуляция мозга (tDCS) – это воздействие на кору головного мозга слабым постоянным током через электроды, расположенные на определенных зонах головы. Подобное воздействие изменяет физиологическое состояние нейронов, делая их более или, наоборот, менее склонными к возбуждению. В зависимости от зоны расположения электродов – подобная стимуляция приводит к целому ряду эффектов: от облегчения хронической боли и лечения психических заболеваний у пациентов – до ускорения обучения и улучшения концентрации внимания у здоровых людей.
К сегодняшнему дню проведено более 15 000 научных экспериментов на людях, посвященных влиянию tDCS буквально на все: от шизофрении – до лечения звона в ушах. Однако бедой исследований является их сильная гетерогенность: разные параметры воздействия (время стимуляции, сила тока и пр.) и разное качество исследований – от хороших двойных-слепых плацебо-контролируемых – до работ, в которых нет даже плацебо группы. Попытки синтеза текущих знаний о tDCS уже предпринимались, однако они грешили тем, что брали в анализ исследования с разным дизайном и размером выборки.
Масштабное исследование большого коллектива нейробиологов из Франции, Германии, Швейцарии, Новой Зеландии, Италии и Бельгии – пожалуй, первый пример качественного осмысления влияния tDCS на различные заболевания. То, как tDCS может улучшать когнитивные функции здоровых людей – предмет отдельного разговора освещенного ранее.
Ученые проанализировали огромный массив исследований tDCS: ни больше, ни меньше, чем 1412 статей, в которых участвовало в общей сумме более 8000 человек, и выбрали среди них работы только с качественным дизайном.
Эксперименты должны были быть с контрольной группой людей (у которых стимуляцию имитировали, чтобы исключить плацебо-эффект), а также рандомизированными (то есть испытуемые случайным образом делятся на группы). Во всех исследованиях люди должны были подвергаться не одному сеансу tDCS (которого может быть недостаточно для проявления эффекта), а нескольким. Кроме того, больший приоритет получали исследования, в которых принимало участие больше 25 человек, а исследования, в которых было меньше 10 участников, вообще не учитывались.
Анализ этих исследований показал, что tDCS эффективна для лечения нескольких распространенных заболеваний: депрессии, хронической боли и зависимостей (например, к алкоголю, никотину и даже – легким наркотикам), однако не помогает от хронического звона в ушах. На основании этих работ ученые сделали вывод, что электростимуляция эффективна в случае тех заболеваний, когда структурная перестройка мозга не требуется.
Принцип действия tDCS не слишком сложен. Электроды, приложенные к коже головы, воздействуют на мозг слабым постоянным током (1-2 милиампера). Положительно заряженный электрод («анод») уменьшает разницу потенциалов на мембране нейронов, что облегчает их возбуждение в случае поступления сигналов от соседних нейронов. Отрицательно заряженный электрод («катод»), наоборот, увеличивает разницу потенциалов, снижая возбудимость нейронов.
Результатом нескольких минут электростимуляции является увеличение активности зоны коры головного мозга под анодом, которое сохраняется час и более после завершения процедуры. В случае проведения tDCS несколько дней подряд в нейронах коры происходят изменения в межнейронных контактах — синапсах. Например, они могут увеличиться в размере, что облегчает передачу сигнала от одного нейрона другому. Этот процесс называется синаптической пластичностью, и именно он отвечает за сохранение эффектов tDCS после завершения курса воздействий.
Принцип, на котором базируется лечение депрессии при помощи tDCS, также достаточно прост. Исследования показывают, что у депрессивных пациентов различается активность определенных участков лобных долей коры левого и правого полушарий. Электростимуляция призвана компенсировать этот дисбаланс. Для этого над менее активной зоной мозга располагают положительно заряженный электрод («анод»), который немного увеличивает её активность.
Анализ показал, что проведение электростимуляции 20-30 минут в день хотя бы несколько дней подряд приводит к стабильному улучшению состояния пациентов с тяжелой, клинической формой депрессии. Для этого – критически важно правильное расположение электродов. Анод должен располагаться над левой префронтальной корой (DLPFC) – F3, а катод – на правой супраорбитальной области – FP2. Интересно, что если сместить катод на несколько сантиметров выше – эффект пропадает.
Ученые присвоили этому заключению «Класс Б», то есть «технология вероятно эффективна» и считают, что для того, чтобы признать электростимуляцию однозначно эффективной, следует провести исследования с большим числом участников. Тем не менее – транскраниальная электростимуляция уже одобрена для лечения депрессии в Европе.
Интересно, что прямое сравнение tDCS и некоторых антидепрессантов показывает, что электростимуляция не уступает им по эффективности. Например, двойное-слепое рандомизированное исследование ученых из Гарварда продемонстрировало, что после tDCS пациенты с депрессией быстрее восстанавливались, чем после приема флуокситина – селективного ингибитора обратного захвата серотонина.
Другое исследование показало, что tDCS не уступает и сертралину – другому популярному антидепрессанту. Важно отметить, что в случае сочетания обоих воздействий (электростимуляции с антидепрессантом) – эффект превосходил каждую из терапий по отдельности.
Однако если эффективность tDCS и антидепрессантов (по крайней мере, некоторых) – сходная, то по безопасности электростимуляция их значительно обгоняет. Действительно, побочные эффекты антидепрессантов могут быть весьма серьезными (вплоть до ожирения, сексуальных проблем и даже галлюцинаций).
Побочные эффекты при tDCS куда менее существенны. Хотя они внимательно отслеживались в каждом из исследований, из нежелательных последствий у пациентов периодически наблюдается только небольшое покалывание и жжение, а также раздражение кожи в зонах прикрепления электродов.
Однако на сегодняшний день у технологии tDCS существует один существенный недостаток. Для лечения пациенты вынуждены ходить на процедуры в клинику (в отличие от антидепрессантов, которые можно принимать дома самостоятельно).
Именно поэтому несколько компаний взялись за разработку портативных медицинских приборов для домашнего применения. Это, например, Нью-Йоркская компания Soterix Medical и корейский стартап Ybrain. Кроме того, уже выпускается несколько немедицинских tDCS приборов, предлагающих то же расположение электродов от депрессии под знаком «улучшения настроения».
Андре Бруони, нейробиолог и психиатр из Университета Сан-Паулу считает, что у подобных устройств есть 3 потенциальных преимущества:
— Цена: поскольку tDCS устройства относительно дешевы, люди будут предпочитать их более дорогим технология вроде транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС).
— Простота использования: Бруони говорит, что стартапы вроде Soterix «разрабатывают очень безопасные и надежные устройства для домашнего использования почти с нулевым риском».
— Краткость лечения: терапия tDCS от депрессии будет начинаться с интенсивного курса – например, 2 недели ежедневных сеансов электростимуляции – после которых будут проводиться гораздо более редкие сеансы для поддержания эффекта. Это большое преимущество перед антидепрессантами, которые часто требуют курсов от 9 месяцев (в течение которых могут вызывать негативные побочные эффекты).
Интересно, что электростимуляция от депрессии («анод» – на левой дорсолатеральной префронтальной коре) может быть полезна и для здоровых людей. Например, в 2016 году двойное-слепое плацебо контролируемое исследование на 66 здоровых волонтерах показало, что электростимуляция значительно улучшила общее настроение испытуемых, в том числе – снизила состояние тревожности, подавленность, враждебности к окружающим, уменьшила усталость и ощущение спутанности мыслей.
Другое исследование того же года, проведенное учеными из Оксфорда на 60 здоровых людях, показало, что tDCS увеличивает устойчивость человека к стрессу.
На фоне постоянного увеличения количества подобных исследований образовалось уже довольно большое комьюнити людей, которые используют tDCS в повседневной жизни. На одном только сайте Reddit, более 8 000 человек постоянно делятся опытом применения tDCS приборов, при этом около 30% пробовало применять технологию для терапии депрессии (другие пользователи применяют tDCS для улучшения памяти, концентрации внимания и сосредоточенности).
Для проведения процедур люди используют специальные немедицинские устройства – предназначенные для повседневного использования, которые уже выпускают в США – Thebrainstimulator, Гонконге – Priormind и с прошлого года – в России – Нейростимулятор Brainstorm. Все они позволяют располагать электроды на несколько (до 10) различных зон головы, для различных когнитивных эффектов, среди которых – есть улучшение настроения.
Курьезный факт, что в первом немедицинском tDCS приборе, выпускаемом американской компанией foc.us и предназначенном для улучшения реакции и концентрации внимания геймеров, электроды были расположены именно для улучшения настроения (от депрессии):
Возможно, что именно поэтому такой прибор был популярен: хотя он не влиял непосредственно на реакцию и память, он улучшал настроение и за счет этого нравился пользователям. Однако впоследствии foc.us все-таки исправил свою ошибку и подобный прибор больше не выпускается.
Многие ученые, однако, с опасением относятся к самостоятельному применению tDCS, чреватому многими ошибками «по невнимательности» (например, неправильным расположением электродов на голове или слишком длительному времени воздействия – вместо положенных 20-30 минут), что может привести скорее к нежелательным результатам. Но с другой стороны, ученые уже сейчас сами предлагают людям применять tDCS в домашних условиях в рамках научных экспериментов, когда убеждены, что люди полностью соблюдают технику безопасности.
Причем, по-видимому, tDCS не уступает по эффективности стандартным антидепрессантам, а по безопасности ещё и значительно обгоняет их. Интересно, что аналогичная электростимуляция может применяться и здоровыми людьми для улучшения их настроения и большей устойчивости к повседневным стрессам.
Учитывая, что в развитых странах до 17% людей хотя бы раз в жизни страдают от депрессии (как, например, в США), а снижение настроения в результате депрессии влечет за собой разнообразные когнитивные нарушения: от проблем с памятью до нарушения способности решать задачи, то ученые предполагают самое широкое потенциальное применение новой технологии.
Электростимуляция мозга (tDCS) – это воздействие на кору головного мозга слабым постоянным током через электроды, расположенные на определенных зонах головы. Подобное воздействие изменяет физиологическое состояние нейронов, делая их более или, наоборот, менее склонными к возбуждению. В зависимости от зоны расположения электродов – подобная стимуляция приводит к целому ряду эффектов: от облегчения хронической боли и лечения психических заболеваний у пациентов – до ускорения обучения и улучшения концентрации внимания у здоровых людей.
К сегодняшнему дню проведено более 15 000 научных экспериментов на людях, посвященных влиянию tDCS буквально на все: от шизофрении – до лечения звона в ушах. Однако бедой исследований является их сильная гетерогенность: разные параметры воздействия (время стимуляции, сила тока и пр.) и разное качество исследований – от хороших двойных-слепых плацебо-контролируемых – до работ, в которых нет даже плацебо группы. Попытки синтеза текущих знаний о tDCS уже предпринимались, однако они грешили тем, что брали в анализ исследования с разным дизайном и размером выборки.
Масштабное исследование большого коллектива нейробиологов из Франции, Германии, Швейцарии, Новой Зеландии, Италии и Бельгии – пожалуй, первый пример качественного осмысления влияния tDCS на различные заболевания. То, как tDCS может улучшать когнитивные функции здоровых людей – предмет отдельного разговора освещенного ранее.
Электростимуляция помогает от депрессии, хронической боли и зависимостей
Ученые проанализировали огромный массив исследований tDCS: ни больше, ни меньше, чем 1412 статей, в которых участвовало в общей сумме более 8000 человек, и выбрали среди них работы только с качественным дизайном.
Эксперименты должны были быть с контрольной группой людей (у которых стимуляцию имитировали, чтобы исключить плацебо-эффект), а также рандомизированными (то есть испытуемые случайным образом делятся на группы). Во всех исследованиях люди должны были подвергаться не одному сеансу tDCS (которого может быть недостаточно для проявления эффекта), а нескольким. Кроме того, больший приоритет получали исследования, в которых принимало участие больше 25 человек, а исследования, в которых было меньше 10 участников, вообще не учитывались.
Анализ этих исследований показал, что tDCS эффективна для лечения нескольких распространенных заболеваний: депрессии, хронической боли и зависимостей (например, к алкоголю, никотину и даже – легким наркотикам), однако не помогает от хронического звона в ушах. На основании этих работ ученые сделали вывод, что электростимуляция эффективна в случае тех заболеваний, когда структурная перестройка мозга не требуется.
Механизм действия
Принцип действия tDCS не слишком сложен. Электроды, приложенные к коже головы, воздействуют на мозг слабым постоянным током (1-2 милиампера). Положительно заряженный электрод («анод») уменьшает разницу потенциалов на мембране нейронов, что облегчает их возбуждение в случае поступления сигналов от соседних нейронов. Отрицательно заряженный электрод («катод»), наоборот, увеличивает разницу потенциалов, снижая возбудимость нейронов.
Результатом нескольких минут электростимуляции является увеличение активности зоны коры головного мозга под анодом, которое сохраняется час и более после завершения процедуры. В случае проведения tDCS несколько дней подряд в нейронах коры происходят изменения в межнейронных контактах — синапсах. Например, они могут увеличиться в размере, что облегчает передачу сигнала от одного нейрона другому. Этот процесс называется синаптической пластичностью, и именно он отвечает за сохранение эффектов tDCS после завершения курса воздействий.
Принцип лечения депрессии
Принцип, на котором базируется лечение депрессии при помощи tDCS, также достаточно прост. Исследования показывают, что у депрессивных пациентов различается активность определенных участков лобных долей коры левого и правого полушарий. Электростимуляция призвана компенсировать этот дисбаланс. Для этого над менее активной зоной мозга располагают положительно заряженный электрод («анод»), который немного увеличивает её активность.
Анализ показал, что проведение электростимуляции 20-30 минут в день хотя бы несколько дней подряд приводит к стабильному улучшению состояния пациентов с тяжелой, клинической формой депрессии. Для этого – критически важно правильное расположение электродов. Анод должен располагаться над левой префронтальной корой (DLPFC) – F3, а катод – на правой супраорбитальной области – FP2. Интересно, что если сместить катод на несколько сантиметров выше – эффект пропадает.
Ученые присвоили этому заключению «Класс Б», то есть «технология вероятно эффективна» и считают, что для того, чтобы признать электростимуляцию однозначно эффективной, следует провести исследования с большим числом участников. Тем не менее – транскраниальная электростимуляция уже одобрена для лечения депрессии в Европе.
Электростимуляция vs антидепрессанты
Интересно, что прямое сравнение tDCS и некоторых антидепрессантов показывает, что электростимуляция не уступает им по эффективности. Например, двойное-слепое рандомизированное исследование ученых из Гарварда продемонстрировало, что после tDCS пациенты с депрессией быстрее восстанавливались, чем после приема флуокситина – селективного ингибитора обратного захвата серотонина.
Другое исследование показало, что tDCS не уступает и сертралину – другому популярному антидепрессанту. Важно отметить, что в случае сочетания обоих воздействий (электростимуляции с антидепрессантом) – эффект превосходил каждую из терапий по отдельности.
Однако если эффективность tDCS и антидепрессантов (по крайней мере, некоторых) – сходная, то по безопасности электростимуляция их значительно обгоняет. Действительно, побочные эффекты антидепрессантов могут быть весьма серьезными (вплоть до ожирения, сексуальных проблем и даже галлюцинаций).
Побочные эффекты при tDCS куда менее существенны. Хотя они внимательно отслеживались в каждом из исследований, из нежелательных последствий у пациентов периодически наблюдается только небольшое покалывание и жжение, а также раздражение кожи в зонах прикрепления электродов.
Вылечить депрессию дома?
Однако на сегодняшний день у технологии tDCS существует один существенный недостаток. Для лечения пациенты вынуждены ходить на процедуры в клинику (в отличие от антидепрессантов, которые можно принимать дома самостоятельно).
Именно поэтому несколько компаний взялись за разработку портативных медицинских приборов для домашнего применения. Это, например, Нью-Йоркская компания Soterix Medical и корейский стартап Ybrain. Кроме того, уже выпускается несколько немедицинских tDCS приборов, предлагающих то же расположение электродов от депрессии под знаком «улучшения настроения».
Андре Бруони, нейробиолог и психиатр из Университета Сан-Паулу считает, что у подобных устройств есть 3 потенциальных преимущества:
— Цена: поскольку tDCS устройства относительно дешевы, люди будут предпочитать их более дорогим технология вроде транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС).
— Простота использования: Бруони говорит, что стартапы вроде Soterix «разрабатывают очень безопасные и надежные устройства для домашнего использования почти с нулевым риском».
— Краткость лечения: терапия tDCS от депрессии будет начинаться с интенсивного курса – например, 2 недели ежедневных сеансов электростимуляции – после которых будут проводиться гораздо более редкие сеансы для поддержания эффекта. Это большое преимущество перед антидепрессантами, которые часто требуют курсов от 9 месяцев (в течение которых могут вызывать негативные побочные эффекты).
TDCS для улучшения настроения?
Интересно, что электростимуляция от депрессии («анод» – на левой дорсолатеральной префронтальной коре) может быть полезна и для здоровых людей. Например, в 2016 году двойное-слепое плацебо контролируемое исследование на 66 здоровых волонтерах показало, что электростимуляция значительно улучшила общее настроение испытуемых, в том числе – снизила состояние тревожности, подавленность, враждебности к окружающим, уменьшила усталость и ощущение спутанности мыслей.
Другое исследование того же года, проведенное учеными из Оксфорда на 60 здоровых людях, показало, что tDCS увеличивает устойчивость человека к стрессу.
На фоне постоянного увеличения количества подобных исследований образовалось уже довольно большое комьюнити людей, которые используют tDCS в повседневной жизни. На одном только сайте Reddit, более 8 000 человек постоянно делятся опытом применения tDCS приборов, при этом около 30% пробовало применять технологию для терапии депрессии (другие пользователи применяют tDCS для улучшения памяти, концентрации внимания и сосредоточенности).
Для проведения процедур люди используют специальные немедицинские устройства – предназначенные для повседневного использования, которые уже выпускают в США – Thebrainstimulator, Гонконге – Priormind и с прошлого года – в России – Нейростимулятор Brainstorm. Все они позволяют располагать электроды на несколько (до 10) различных зон головы, для различных когнитивных эффектов, среди которых – есть улучшение настроения.
Курьезный факт, что в первом немедицинском tDCS приборе, выпускаемом американской компанией foc.us и предназначенном для улучшения реакции и концентрации внимания геймеров, электроды были расположены именно для улучшения настроения (от депрессии):
Возможно, что именно поэтому такой прибор был популярен: хотя он не влиял непосредственно на реакцию и память, он улучшал настроение и за счет этого нравился пользователям. Однако впоследствии foc.us все-таки исправил свою ошибку и подобный прибор больше не выпускается.
Многие ученые, однако, с опасением относятся к самостоятельному применению tDCS, чреватому многими ошибками «по невнимательности» (например, неправильным расположением электродов на голове или слишком длительному времени воздействия – вместо положенных 20-30 минут), что может привести скорее к нежелательным результатам. Но с другой стороны, ученые уже сейчас сами предлагают людям применять tDCS в домашних условиях в рамках научных экспериментов, когда убеждены, что люди полностью соблюдают технику безопасности.
