Нейромодуляция в нейропсихологической реабилитации: применения, преимущества и будущее неинвазивной стимуляции головного мозга

Клинический нейропсихолог Габриэль Перея Гусман анализирует как неинвазивная нейромодуляция (tDCS, tACS, tRNS, EMT) усиливает нейропсихологическую реабилитацию, её клинические применения и перспективы в когнитивной стимуляции.

Введение

На протяжении сотен лет человечество изменяло свою мозговую активность с помощью различных методов и с разными целями, например, ритуальное употребление мескалина и аяуаски, развлекательное использование опиума или терапевтическое применение каннабиса. История использования растений в ритуальных, медицинских или развлекательных целях обширна. 

Однако человечество также пыталось изменить активность мозга с помощью электричества. Египтяне знали об электрических свойствах сомов, но лишь у Аристотеля и Платона зафиксировано медицинское использование электрического ската, которого применяли для лечения мигрени, приступов подагры и других недугов. Да, первым источником электричества для нейромодуляции была рыба. 

Прошли столетия, прежде чем Отто фон Герике в 1660 году создал электростатический генератор, считающийся первым электрическим стимулятором не животного происхождения. С тех пор история нейромодуляции развивалась стремительно, в некоторые эпохи — больше, чем в другие. 

Что такое нейромодуляция в нейрореабилитации? 

Часть функционирования центральной и периферической нервной системы основана на двух подсистемах — электрической и химической. Они взаимозависимы, и изменение одной влечёт за собой изменение другой. Эпилепсия — лучший пример того, как гиперсинхронное возбуждение модифицирует уровни глутамата и дофамина. 

Конечно, другие нейропсихиатрические состояния сопровождаются глубокой электро-химической дисфункцией различных мозговых сетей, что выражается в нарушениях когнитивных и поведенческих функций.

Определение нейромодуляции

Способность модифицировать активность мозга в терапевтических целях называется нейромодуляцией; этот термин обозначает индуцирование изменений в нейронной активности путём воздействия электрическими или магнитными агентами на более или менее специфические области с целью вызвать изменения в познании, эмоциональной и поведенческой регуляции. 

Типы нейромодуляции: инвазивная и неинвазивная

Выделяют два типа нейромодуляции: инвазивную и неинвазивную. 

К инвазивной нейромодуляции относится глубокая стимуляция мозга, или DBS по английской аббревиатуре (Deep Brain Stimulation), техника, применяемая в течение десятилетий при патологиях, таких как болезнь Паркинсона или обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР). Она предполагает установку одного или нескольких стимуляторов в ходе хирургического вмешательства; эти стимуляторы посылают электрические импульсы, которые изменяют активность мозга. 

С другой стороны, когда мы говорим о неинвазивной нейромодуляции, мы в основном имеем в виду транскраниальную магнитную стимуляцию (EMT) и транскраниальную электрическую стимуляцию (tES).

Обе используют электрическое поле для регулирования или изменения активности цепей и мозговых сетей, но делают это по-разному. 

Транскраниальная магнитная стимуляция (EMT)

EMT использует катушку, через которую пропускают ток высокой интенсивности, создавая магнитное поле; эта катушка устанавливается на голове таким образом, чтобы основной вектор был перпендикулярен области стимуляции. 

Это магнитное поле проходит сквозь кожу, кости и мозговые оболочки и, достигнув нейронов, превращается во вторичное электрическое поле, вызывающее потенциалы действия, которые распространяются по цепям и сетям. В зависимости от параметров, таких как частота, можно индуцировать большую или меньшую возбудимость.

EMT получила первое одобрение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (Food and Drug Administration, FDA) для лечения депрессии в 2008 году и является наиболее используемой в психиатрической практике. 

Тем не менее, её также используют в клинической неврологии для реабилитации афазий и моторных нарушений вторичных после цереброваскулярных событий. 

Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS)

С другой стороны, транскраниальная электрическая стимуляция (tDCS) использует конфигурацию электродов, которая образует цепь, по которой доставляется электрический стимул нейронам коры головного мозга. Её основной механизм действия — субпороговая модуляция мембранного потенциала в состоянии покоя. 

В отличие от EMT, которая вызывает изменения потенциалов действия, транскраниальная электрическая стимуляция (tDCS) модулирует спонтанную нейронную активность, то есть изменяет порог разрядки и тем самым меняет вероятность спайкинга. Физиологический механизм, лежащий в основе индукции пластичности, в основном глутаматергический процесс с участием NMDA-рецепторов. 

Заключение

Сочетание традиционной нейропсихологической реабилитации и неинвазивной нейромодуляции начинает трансформировать терапевтические подходы, открывая перспективы, полные возможностей. Всё больше больниц и специализированных центров внедряют эти методы в свои программы, опираясь на растущие научные доказательства и эмпирические результаты, показывающие более быструю динамику восстановления пациентов.

В детско-подростковой популяции наиболее часто применяется транскраниальная электрическая стимуляция. Её неинвазивный характер, портативность и простота применения делают её доступной и безопасной альтернативой, особенно по сравнению с транскраниальной магнитной стимуляцией, которая требует большего моторного контроля со стороны пациента. Электрическая стимуляция также эволюционировала в более специфические варианты, такие как tACS, который обещает положительные эффекты на познание благодаря своей способности индуцировать синхронизацию осцилляций между различными сетями, что усиливает определённые когнитивные процессы.

Тем не менее, для закрепления этих достижений становится необходимо иметь строгие системы оценки, позволяющие измерять реальное влияние вмешательств. Это предполагает оценку изменений на нескольких уровнях: поведенческом — с помощью шкал, таких как BRIEF или SENA; электрофизиологическом — посредством регистраций ЭЭГ; и когнитивном — при помощи нейропсихологических тестов и задач. Только так можно чётко определить масштаб воздействия нейромодуляции в клинической практике.

Важно помнить, что эти методы сами по себе не являются терапией. Их истинный потенциал раскрывается, когда они интегрируются в широкие и скоординированные программы реабилитации, где сотрудничество мультидисциплинарных команд обеспечивает комплексный подход. Таким образом, неинвазивная нейромодуляция предстает как ценный ресурс, не изолированный, а в синергии с другими стратегиями, знаменуя начало новой эры в нейропсихологической реабилитации.

Библиография

• Bayona Prieto, Jaime A. Bayona, Edgardo León-Sarmiento, Fidias. (2011). Neuroplasticidad, Neuromodulación y Neurorrehabilitación: Tres conceptos distintos y un solo fin verdadero. Salud , 27, 95–107.
• Cohen, S. L., Bikson, M., Badran, B. W., & George, M. S. (2022). A visual and narrative timeline of US FDA milestones for Transcrania Magnetic Stimulation (TMS) devices. Brain Stimulation, 15(1), 73–75. https://doi.org/10.1016/j.brs.2021.11.010
• Ditye, T., Jacobson, L., Walsh, V., & Lavidor, M. (2012). Modulating behavioral inhibition by tDCS combined with cognitive training. Experimental Brain Research, 219(3), 363–368. https://doi.org/10.1007/s00221-012-3098- 4
• Gildenberg, P. L. (2005). Evolution of neuromodulation. Stereotactic and Functional Neurosurgery, 83(2–3), 71–79. https://doi.org/10.1159/000086865
• González Rodríguez, B., Marrón, E. M., Ríos-Lago, M., Arroyo Ferrer, A., González-Zamorano, Y., Sánchez Cuesta, F. J., De Noreña, D., & Romero, J. P. (2025). Randomized, triple-blind, and parallel-controlled trial of transcranial direct current stimulation for cognitive rehabilitation after stroke. Journal of Visualized Experiments: JoVE, 220. https://doi.org/10.3791/67809 
• Grover, S., Fayzullina, R., Bullard, B. M., Levina, V., & Reinhart, R. M. G. (2023). A meta-analysis suggests that tACS improves cognition in healthy, aging, and psychiatric populations. Science Translational Medicine, 15(697), eabo2044. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.abo2044
• Lu, H., Zhang, Y., Qiu, H., Zhang, Z., Tan, X., Huang, P., Zhang, M., Miao, D., & Zhu, X. (2024). A new perspective for evaluating the efficacy of tACS and tDCS in improving executive functions: A combined tES and fNIRS study. Human Brain Mapping, 45(1), e26559. https://doi.org/10.1002/hbm.26559 
• Rushworth, M. F. S., Hadland, K. A., Paus, T., & Sipila, P. K. (2002). Role of the human medial frontal cortex in task switching: a combined fMRI and TMS study. Journal of Neurophysiology, 87(5), 2577–2592. https://doi.org/10.1152/jn.2002.87.5.2577 
• Sarmiento, C. I., San-Juan, D., & Prasath, V. B. S. (2016). Brief history of transcranial direct current stimulation (tDCS): from electric fishes to microcontrollers. Psychological Medicine, 46(15), 3259–3261. https://doi.org/10.1017/S0033291716001926 
• Woods, A. J., Antal, A., Bikson, M., Boggio, P. S., Brunoni, A. R., Celnik, P., Cohen, L. G., Fregni, F., Herrmann, C. S., Kappenman, E. S., Knotkova, H., Liebetanz, D., Miniussi, C., Miranda, P. C., Paulus, W., Priori, A., Reato, D., Stagg, C., Wenderoth, N., & Nitsche, M. A. (2016). A technical guide to tDCS, and related non-invasive brain stimulation tools. Clinical Neurophysiology: Official Journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology, 127(2), 1031–1048. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2015.11.012 

Если вам понравилась эта статья о нейромодуляции в нейропсихологической реабилитации, вам наверняка будут интересны эти статьи NeuronUP:

«Эта статья была переведена. Ссылка на оригинальную статью на испанском:»
Neuromodulación en la rehabilitación neuropsicológica: aplicaciones, beneficios y futuro de la estimulación cerebral no invasiva