مکانیسم درمانی:اصول کار به این صورت است که دو الکترود یکی قطب مثبت و دیگری قطب منفی از طریق یک پد اسفنجی که با محلول رسانا خیس شده است بر روی سر قرار میگیرند. جریان الکتریکی توسط این الکترودها پس از عبور از نواحی مختلف (پوست سر، جمجمه و …) خود را به سطح قشر مغز میرساند. جریانی که به این ناحیه رسیده نورونها را دارای بار الکتریکی کرده و باعث ایجاد قطب مثبت و منفی میگردد که منجر به تغییر فعالیت آن ناحیه میشود.
بنا به اختلالی که وجود دارد در انجام این روش باید موارد زیر مشخص شده باشد:
• شدت جریان الکتریکی، مدت و جهت آن
• محل قرارگیری هر یک از الکترودها
• اندازه پدهای اسنفجی مورد استفاده
• تعداد جلسات
پس از مدتی از رایج شدن tDCS، رویکرد جدیدی معرفی شد که در آن به جای استفاده از دو پد، از تعدادی الکترود با اندازههای کوچکتر جهت هدف قرار دادن ساختارهای قشری خاص استفاده میشود. این رویکرد به نام tDCS با کیفیت بالا (HD-tDCS) شناخته میشود. در یک مطالعه مقدماتی مشخص شد که HD-tDCS نسبت به روش معمول تغییرات بیشتر و طولانیتری در تحریکپذیری قشر حرکتی دارد.
انواع تحریک:سه نوع تحریک الکتریکی مغز وجود دارد: تحریک مثبت (anodal)، منفی (cathodal) و ساختگی (sham). در تحریک مثبت یا anodal، تحریکپذیری عصبی منطقه مورد نظر افزایش مییابد؛ حال آنکه در تحریک منفی برعکس این مسئله صورت میگیرد. حالت ساختگی نیز برای گروه کنترل در مطالعات مورد استفاده قرار میگیرد. در این حالت تحریک کوتاهی صورت میگیرد و پس از آن متوقف میشود. در این حالت فرد متوجه نمیشود چه مدت تحریک بر روی وی صورت گرفته است. بوسیله وجود این حالت است که محققان میتوانند اثر واقعی این روش را در مقایسه با اثر تلقین و یا دارونمایی آن مشخص نمایند.
یکی از مهمترین ابعاد این روش، قابلیت آن در دستیابی به تغییرات صورت گرفته در قشر مغز حتی پس از پایان تحریک است. مدت این تغییرات به طول مدت تحریک و همچنین شدت تحریک بستگی دارد. عملکرد مغز با توجه دپولاریزاسیون و یا هیپرپولاریزاسیون اتفاق افتاده در پتانسیل استراحت غشاء تغییر مییابد.
مکانیسم اثر :TDCS
الف- از طریق تاثیر بر کانال های یونی: زمانیکه جریان الکتریکی از طریق الکترود مربوط به TDCS در روی پوست سر محکم شده ودستگاه روشن باشد،این جریان الکتریکی ضعیف که بین /۵ تا ۲ میلی آمپر شدت جریان دارد واز پوست و مو واستخوان جمجمه ومننژها ومایع مغزی نخاعی عبور می کند تا به سطح قشر مغز می رسد ، در ناحیه قشر مغز ودر خارج سلول موجب تغییر ولتاژ می شود که این تغییر ولتاژباعث تغییر در پتانسیل مامبران سلول می شود که این تغییر در نتیجه ورود وخروج یون های کلسیم ویا سدیم به داخل سلول انجام میشود که در صورت تحریک با قطب آند منجر به دپولاریزاسیون وافزایش فعالیت نورونی می شود وبا قطب کاتد منجر به هیپرپلاریزاسیون وکاهش فعالیت نورونی میشود.
ب- تاثیر درمانی TDCS از طریق اثربرنوروترانسمیترها : نوروترانسمیتر گلوتامات خاصیت تحریک کنندگی و نوروترانسمیترGABA خاصیت مهاری دارد وبا مطالعاتی که توسط Magnetic resonance spectroscopy صورت گرفته دانشمندان به این نتیجه رسیده اند که تحریک با قطب آند توسط TDCS منجر به کاهش میزان GABA وتحریک با قطب کاتد TDCS در ارتباط با کاهش هردو نوروترانسمیتر GABA وگلوتامات است . در ضمن مکانیسم دوپامینرژیک ممکن است اثرات (NMDA) (ان- متیل – دی – اسپارتات) را تحت تاثیر قرار دهد.
ج- تاثیر درمانی TDCS بر(RCBF) یا(Regional cerebral blood flow) میزان جریان خون موضعی مغز را میتوان توسط اندازه گیری غلظت Oxyhemoglobin با اشعه مادون قرمز محاسبه کرد که ثابت شده به دنبال تحریک با قطب آند توسط دستگاه TDCS این ماده افزایش می یابد که یکی از نشانه های مربوط به میزان جریان خون می باشد و این افزایش غلظت اکسی هموگلوبین تا۱۰-۸ دقیقه پس از قطع تحریک الکتریکی نیز دوام دارد وبا تحریک توسط کاتد اثر ناچیزی به میزان جریان موضعی مغز دارد.
تاثیر TDCS بر نواحی ناتوانی نواحی مختلف قشر مغز: مرکز تکلم : که از TDCS می توان برای درمان اختلالات تکلمی استفاده کرد.
اختلالات حسی
تاثیر بر چگونگی تصمیم گیری ها : که دستگاه TDCS می تواند بر چگونگی اتخاذ تصمیم موثر باشد.
حافظه : از این دستگاه می توان برای افزایش قدرت حافظه با بکارگیری پروتوکل های مخصوصی استفاده شود.
دردهای هیجانی
کاهش دردهای مزمن
درمان وکاهش درد درفیبرومیالژی
بازتوانی قدرت حرکتی به دنبال سکته مغزی
برای کاهش اشتیاق مصرف مواد مخدر پس از ترک کردن در افراد مبتلا به سوء مصرف مواد
بیماری افسردگی
تاثیر TDCS بر توان بخشی بیماران : TDCSدستگاه ساده ای است که توسط باتری ۹ ولتی تغذیه می شود و جریان الکتریکی ضعیفی تولید می کند که بین ۵/۰ تا ۴میلی آمپر می تواند متغیر باشد ولی شدت جریانی که معمولا در درمان با این دستگاه مورد استفاده قرار می گیرد، بین ۵ /۰ تا ۲ میلی آمپر است ، این دستگاه دارای دو قطب آند وکاتد می باشد که این دو قطب توسط دو عدد الکترود اسفنجی که توسط محلول آب ونمک ۹% خیس شده اند و توسط بست های مخصوصی بر روی سر ویا در جاهای دیگر بدن محکم می شوند ،این روش درمانی که کاملا غیر تهاجمی و بدون عارضه است یکی از روش های درمانی نوروتراپی است . دردستگاه TDCS قطب آند خاصیت افزایش فعالیت نورونی ویاخاصیت تحریک پذیری نورون ها را دارد ولی قطب کاتد برعکس، خاصیت کاهش فعالیت نورونی ویا خاصیت مهاری دارد.
بلوک دیاگرام
tDCSدرمغز چگونه کار می کند؟ اینکه دقیقا در مغز و در حین tDCS چه می گذرد نا مشخص مانده است. به هر حال، آزمایشات بر روی حیوانات ، انسان و حتی شواهد ثبت شده مستقیم از نورون های موارد آزمایش شده، یک توضیح کلی را پیش رو می گذارد. آند (منفی) مکانی است که الکترون ها وارد مغز می شوند. کاتد (مثبت) جایی است که الکتریسیته از مغز خارج می شود . بنابراین، یک بار منفی در زیر کاتد تحریک کننده، زمانی که الکترون ها رای داخل شدن به الکترود تحریک کننده تجمع می کنند، ایجا
یک کاتد کوچک تر میتواند بار کانونی تری را به ناحیه مورد نظر در مغز برساند واین زمانی است که بار بیشتری در درب خروجی تجمع کرده است. بنابراین، می توان اندازه ی ناحیه ای از مغز، که تحت تاثیر قرار می گیرد را، به وسیله تغییر اندازه الکترود کاتدی و یا با تغییر اندازه یا محل الکترود آندی، شکل داد یا کنترل کرد
اثرات رفتاری آنچه در زیر کاتد تحریک کننده اتفاق می افتد، الزاما با آن روشنی که انتظار داریم نیست. در بیشتر مطالعات، ناحیه ای که زیر آند قرار گرفته است تحریک و ناحیه ای که زیر کاتد قرار دارد مهار می شود. برای مثال، تحریک نواحی مختلف قشر حرکتی، باعث ایجاد چنین اثرات رفتاری می شود. این روش به عنوان درمان سکته به کار گرفته می شود.
سر انسان یک هادی ضعیف الکتریسیته است. به علاوه، حداقل ۵۰ درصد جریان در بافت های پیرامونی از دست می رود. به همین خاطر است که می توان از الکتریسیته بسیار کمتری، در زمانی که از جمجمه میگذرد و به طول مستقیم نورون ها را لمس می کند، استفاده کرد (مانند DBS یا TMS که در آن ها میدان مغناطیسی از جمجمه عبور داده می شود)
منطق علمی tDCS، عبور جریان الکتریکی از داخل مغز با استفاده از قرار دادن الکترودهای مثبت و منفی روی جمجمه است. بر این اساس می توان پیش بینی کرد که متغیرهای مهم برای دستیابی به اثرات دلخواه شامل موارد ذیل می شوند:
-۱ شدت جریان: طبیعی است که هر چه میزان جریان الکتریکی بالاتر باشد اثرات بیشتری مورد انتظار خواهد بود. جریان از الکترود آنود (قطب منفی ) به الکترود کاتد (قطب مثبت) برقرار میگردد.
۲- شکل و اندازه الکترود: می توان گفت مهم تر از شدت جریان، چگالی جریان گذر کرده از مغز می باشد. چگالی یا تراکم جریان در واقع معرف میزان جریان عبوری از هر سانتی متر مربع است. در اکثر مطالعات، تراکم ۰،۰۲۹ تا ۰،۰۸ میلی آمپر در هر سانتی متر مربع مورد استفاده قرار می گیرد . بر این اساس شکل و اندازه الکترود، شاخصی تعیین کننده خواهد بود. در عموم مطالعات به چاپ رسیده از الکترودهای ۲۵ الی ۳۵ سانتی متر مربعی استفاده شده است. برای برقراری اتصال مناسب بین دو الکترود و جمجمه از خیس کردن الکترود با آب معمولی یا محلول NaCl (غلظت ۱۵ الی ۱۴۰ میلی مول) یا کرم های مخصوص استفاده می گردد. البته چند شرکت تولید کننده، الکترودهایی بدون نیاز به مواد اضافی جهت اتصال به جمجمه معرفی نموده اند.
-۳ محل قرارگیری الکترود: با توجه به اندازه به کار رفته و اصول فنی tDCS نمی توان دقت مکانی زیادی از آن انتظار داشت. اما تاثیر گذاری منطقه ای، در حد قشر حرکتی راست یا چپ و یا قشر پره فرونتال راست یا چپ امکان پذیر است. پژوهش ها نشان می دهد الکترود آند منجر به افزایش و الکترود کاتد منجر به کاهش فعالیت نواحی سطحی قشر مخ می گردد. بر این اساس می توان گفت در به کار گیری tDCS در واقع یک ناحیه در قشر مخ تحریک و یک ناحیه مهار می گردد.
۴- طول برقراری جریان: بدیهی است که با افزایش طول دوره جریان و یا شدت جریان می توان انتظار اثرات بیشتری را در tDCS انتظار داشت. اما با توجه به گسترش دامنه نواحی تحت تاثیر در اثر افزایش شدت جریان و تحریک شدن نورون های لایه های زیرین و ایجاد اثرات غیر قابل کنترل و ارزیابی، ترجیح داده می شود برای افزایش اثر ، طول دوره آن افزایش یابد.
در برقراری جریان با tDCS درحد چند ثانیه اثرات ایجاد شده بلافاصله بعد از قطع جریان از بین می روند. در کاربرد tDCS درحدود ۱۰ دقیقه (عموم مطالعات از بازده حدود ۹ الی ۱۳ دقیقه استفاده می کنند) اثرات ایجاد شده تا حدود یک ساعت باقی می ماند.
مطالعات tESقشر پیشانیتعداد بسیاری از مطالعات درمورد قشر پیش¬پیشانی خلفی جانبی (DLPFC) اطراف نقطه ۴F انجام شده¬است. تحریک آندی (ve+) همزمان با تحریک کاتدی (ve¬-) بر ۳F کاهش رفتارهای خطرزا را نشان داده ¬است؛ درحالی¬که تحریک آندی به¬تنهایی تأثیرگذار نبوده ¬است (فکتو و همکاران، a۲۰۰۷و b۲۰۰۷). مطالعه انجام¬شده توسط بیلی و همکارانش (۲۰۰۸) نشان داد که تحریک کاتدی در نقطه ۴F با رفرنس آندی روی استخوان ماستوئید طرف مقابل، تکانشگری را ۲۱۵ درصد افزایش می¬دهد. پاسخ¬های الکتریکی پوست در شرایط شبیه¬سازی شده به سواری با ترن هوایی، ۱۶۴درصد افزایش می¬یابد که نویسندگان آن را اثر «حضور در زمان حال» معرفی می¬کنند. هر چند این حالت ممکن است به دلیل فقدان بازداری ناحیه پیش¬پیشانی بر آمیگدال روی دهد (لدو، ۱۹۹۶). تحریک کاتدی در نقطه ۴F و قراردادن الکترود رفرنس روی orbital چپ، بهبود رفتار اجتماعی را در افرادی که تمایلشان به تنبیه رفتارهای تبعیض¬آمیز به میزان قابل ملاحظه¬ای کاهش یافته، به بار می¬آورد (ناک وهمکاران، ۲۰۰۸). تصویر ۸ جایگاه الکترود را روی ناحیه ۳F برای افزایش مهارت¬های سازمان¬دهی و برنامه¬ریزی (اسمیت و کلیترو ، ۲۰۰۹) و کاهش افسردگی نشان می¬دهد. اگر نقشه مغزی فعلیت بالای بتا را در قشر پیشانی راست نشان دهد، ممکن است الکترود کاتد هم¬سایز برروی DLPFC راست یعنی ۴F قرارگیرد. در مطالعات پیشین، تحریک همزمان آندی ۳F و کاتدی ۴F، ولع سیگار [به میزان ۲۱ درصد] (فرنی و همکاران، ۲۰۰۷)، ولع الکل (بوگیو و همکاران، ۲۰۰۸) و غذاهای مضر (فرنی و همکاران، ۲۰۰۸) را کاهش داد. اگرچه نتایج آرایش آند ۳F و کاتد ۴F بهتر بود، اما قراردادن الکترودها دقیقاً به عکس این حالت نیز، کاملاً اثربخش بود.
تصویر ۱۰ جایگاه الکترودها برای افزایش توجه را نشان می¬دهد. آند روی ۱FP یا ۲FP و کاتد نیز به¬صورت متقابل روی شانه قرارگرفته ¬است. همچنین الکترود آندی بزرگ نیز می¬تواند در عرض۱FP و ۲FP با جریان ۲ میلی¬آمپر قرارگیرد، درحالی¬که کاتد روی گردن قراردارد. چی و سیندر (۲۰۱۱)، راه مبتکرانه¬ای برای افزایش بینش[۵] یافتند. آن¬ها از یک الگوی تجربی شناخته¬شده به نام «حساب با چوب کبریت» استفاده کردند. از شرکت¬کنندگان خواسته¬شد عبارت ریاضی نادرست را که با اعداد رومی ساخته شده با چوب کبریت ارائه شده¬، ازطریق جابه¬جایی چوب کبریت از یک موقعیت به موقعیت دیگر بدون افزودن یا حذف کبریت، تصحیح کنند. بخشی از این افزایش بینش درنتیجه بازداری لوب گیجگاهی چپ می¬باشد که در تصویر ۱۱ نشان داده ¬شده ¬است.
تصویر ۱۲ جایگاه الکترودها برای افزایش سازگاری اجتماعی را نشان می¬دهد که شامل بازشناسی چهره و زبان بدن است. مطالعه انجام شده توسط کادوش (۲۰۱۰) نشان داد که تحریک آندی روی۴P با کاتد روی ۳P (تصویر ۱۳) قابلیت¬های محاسبه¬ای را افزایش می¬دهد، اما بررسی درمورد این که آیا کاتد اختلال کلامی را موجب می¬شود یا نه، انجام نشد.
مطالعات ادراک:حداقل ۱۵ مطالعه به بررسی تأثیرات tES بر سیستم بینایی پرداخته ¬است (آنتال و پائولس ، ۲۰۰۸). نتیجه عمده برآمده از این تحقیقات این است که تحریک آندی قشر بینایی (تصویر۱۴) وضوح بینایی و زمان واکنش حرکتی بینایی را ارتقا می¬دهد، درحالی که تحریک کاتدی این قابلیت¬ها را کاهش می¬دهد. ارتقای پردازش دیداری بر ارتقای هنری، نقاشی، طراحی دکوراسیون منزل، کنترل جت، ورزش¬های فعال و غیره تأثیرگذار است. تحریک کاتدی ۱O و ۲O باعث کاهش درد میگرن شده ¬است (آنتال، ۲۰۱۱). تصویر ۱۵ جایگاه الکترودها را برای ارتقای پردازش شنیداری و تشخیص شدت صوت نشان می¬دهد (بنابراین ممکن است شما در گروه کُر بهتر بخوانید.)
مطالعات نوارحرکتی و درد:بسیاری از مطالعات درمورد نوار حرکتی نشان می¬دهد که تحریک آندی در نقطه ۳C یا ۴C با رفرنس contralateral orbit ،کنترل حرکتی را ارتقا می¬دهد، در حالی که تحریک کاتدی آن را مختل می¬کند. مطالعه¬ای که درمورد نوار حرکتی بیماران سکته مغزی توسط لیندنبرگ و همکارانش انجام شده (۲۰۱۰)، نشان میدهد که با قراردادن آند روی نوار حرکتی آسیب¬دیده و کاتد روی نوار حرکتی متقابل[۶]، عملکرد حرکتی تا ۲۱ درصد ارتقا می¬یابد و برای یک هفته پابرجاست.
مطالعاتی نیز درمورد درمان درد صورت گرفته¬است. اکثر آن¬ها نشان می¬دهد که تحریک آندی نوار حرکتی (دقیقاً همانند مطالعات ارتقای حرکتی) و قراردادن کاتد به¬ صورت متقابل برای کاهش درد موثر است [تصویر ۱۶] (فرنی، ۲۰۰۶). در این¬جا جایگاه ۱A-1C درد را در بخش راست بدن سرکوب و ۲A-2C به عکس آن عمل می¬کند. به ¬نظر غیرمنطقی می¬رسد که تقویت نوار حرکتی باعث کاهش درد گردد یا الکترود رفرنس روی لوب پیش¬پیشانی نقشی داشته ¬باشد. مندوکا (۲۰۱۱) دریافت که لوب پیش¬پیشانی بیش از آنچه در مطالعات قبل متصور بود، نقش عمده در تنظیم درد دارد. او همچنین دریافت هردو صورت تحریک آندی و کاتدی بر روی Supra-orbit، با قراردادن الکترود رفرنس روی گردن، درد را کاهش می¬دهد (تصویر ۱۷). تصویر ۱۸ و ۱۹ نسل سوم کاربرد tES را به¬خصوص در زبان و اختلات کلامی ناشی ازسکته مغزی ترسیم میکند.
کاربردها:پژوهشگران از ضربههای الکتریکی این دستگاه برای درمان درد میگرن استفاده میکند
براى درمان عوارض پيري و باركينسون و حافظه و حتى افسردكي تاثيراتش تجربه شده
امروزه اينقدر اين امر در دنيا تجربه شده و وسايل ساده ان هم در بازار امده است كه ابتدا جزو ابزار الات نظاميان براى تمركز در كارهاى مراقبتي ووو محاسبات بالا و هرچه تمركز و پيجيدگي و دقت لازم دارد استفاده مي شد
الان به حدي وسيله اش معمولي شده كه گیمرها كه بازي اينترنتي مي كنند براى برنده شدن از ان استفاده مي كنند
از تحریک الکتریکی مغز tDCS در درمان اختلالاتی مانند افسردگی، میگرن، بازتوانی پس از سکته مغزی، ولع اعتیاد، وزوز گوش، پارکینسون، دردهای مزمن، اختلالات اضطرابی و اسکیزوفرنی استفاده شده است. همچنین آزمایش بر روی افراد سالم نشان داده است که این روش میتواند عملکرد شناختی آنان را بسته به منطقهای که تحریک میشود افزایش دهد از قبیل تواناییهای گفتاری و ریاضی، گستره توجه (attention span)، حافظه و …
اصول کار به این صورت است که دو الکترود یکی قطب مثبت و دیگری قطب منفی از طریق یک پد اسفنجی که با محلول رسانا خیس شده است بر روی سر قرار میگیرند. جریان الکتریکی توسط این الکترودها پس از عبور از نواحی مختلف (پوست سر، جمجمه و …) خود را به سطح قشر مغز میرساند. جریانی که به این ناحیه رسیده نورونها را دارای بار الکتریکی کرده و باعث ایجاد قطب مثبت و منفی میگردد که منجر به تغییر فعالیت آن ناحیه میشود.
بنا به اختلالی که وجود دارد در انجام این روش باید موارد زیر مشخص شده باشد:
• شدت جریان الکتریکی، مدت و جهت آن
• محل قرارگیری هر یک از الکترودها
• اندازه پدهای اسنفجی مورد استفاده
• تعداد جلسات
پس از مدتی از رایج شدن tDCS، رویکرد جدیدی معرفی شد که در آن به جای استفاده از دو پد، از تعدادی الکترود با اندازههای کوچکتر جهت هدف قرار دادن ساختارهای قشری خاص استفاده میشود. این رویکرد به نام tDCS با کیفیت بالا (HD-tDCS) شناخته میشود. در یک مطالعه مقدماتی مشخص شد که HD-tDCS نسبت به روش معمول تغییرات بیشتر و طولانیتری در تحریکپذیری قشر حرکتی دارد.
اهداف و فواید
• بهبود سرعت پردازش مغز
• تقویت حافظه
• تقویت مهارت های زبانی و گفتاری
• تقویت مهارت های رياضی
• تقویت توانایی
• بهبود هماهنگی حركتیسایر موارد کاربرد تحریک الکتریکی مغز
• اختلالات روحی افسردگی
• سردردهای میگرنی
• بازآموزی عصبی پس از سکته مغزی که نقش مهمی در توانبخشی این بیماران دارد.
• اسکیزوفرنی
• اعتیاد
• تقویت توانمندی های شناختی مانند حافظه، یادگیری و …
• وزوز گوش
• اختلال درد
• بی اشتهایی
• اضطراب
• استرس
• اختلال يادگيری
• اختلالات خواب
• اوتیسم
• آسیب های ناشی از ضایعات نخاعی
• اختلالات حرکتی ناشی از فلج مغزی
• نقص توجه و بيش فعالی فراتر از كاربرد درماني براى تقويت كساني كه شغلشان مسلزم تمركز است رصد كننده رادراها يا حتى در مسابقات شطرنج و گيمرها ووو مفید است و کاربرد داردساخت كلاهخود تابش مادون قرمز و كاربرد روزانه دوبار هر بار شش دقيقه سبب تقويت حافظه براى افراد سالم و براى مبتلايان به الزايمر موجب برگشت به وضعيت عادي و انجام كارهاى روزمره طبيعي استدر تحقيق ديگري تجربه شده است كه استفاده از نورلرزان همزمان با صدا (شبيه تلويزيون) سبب بهبودي و تقليل الزايمر است
همچنين در تحقيق ديگري ملعوم شده است كه افت فركانس امواج كاما موجب الزايمر مي شود كه تحريك و افزايش امواج كاما موجب بهبودي الزايمر مي شود
در تحقيق پنجمي نيز معلوم شده است خواب زياد روز شروع الزايمر است و اصلاح وضعيت و زمان خواب به بعد وقت عشاء تا سحر در تاريكي مطلق موجب منع الزايمر در افراد سالم و بهبودي وضعيت مبتلايان است
تحریک الکتریکی مغز باعث تقویت حافظه در بزرگسالان مسن میشود = امیدی برای کند کردن کاهش حافظه در سنین سالخوردگیعملکرد حافظه ما با افزایش سن کاهش پیدا میکند و با توجه به روند سالمند شدن کلی جمعیت جهان این امر باید بیشتر بررسی شود و باید به دنبال راههایی برای ارتقای حافظه باشیم و ببینیم آیا میتوان برای مبارزه با زوال عقل و بیماریهایی مانند آلزایمر کارهایی بکنیم؟
یک مطالعه جدید نشان میدهد که تحریک الکتریکی خفیف و غیرتهاجمی که از طریق کلاهخودی با الکترودهای متصل به آن اعمال میشود، میتواند برای مبارزه با اثرات پیری موثر باشد و مدارهای عصبی حافظه ما را تقویت و حفظ کند.
از نظر فنی، به این کار، جریان متناوب ترانس کرانیال یا tACS میگویند و تصور میشود که مکانیسم اثر آن همگامسازی امواج مغزی ما است.
در آزمایشهایی که توسط محققان دانشگاه بوستون انجام شد، تنها ۲۰ دقیقه تحریک در روز، برای بهبود قابل توجه در ۲ نوع عملکرد حافظه، کارایی دارد و تاثیر آن یک ماه دوام دارد.
در صورت انجام تحقیقات بیشتر، این روش شاید بتواند برای حفظ عملکرد ذهنی و حافظه در سالخوردگی عملا استفاده شود.
محققان در مقاله خود نوشتهاند: “یافتههای ما نشان میدهد که انعطافپذیری (پلاستیسیتی plasticity) مغز افراد پیر میتواند به طور انتخابی و پایدار با استفاده از تعدیل عصبی تکراری و بسیار متمرکز مورد استفاده قرار گیرد.»
اما آزمایش چطور انجام شد؟
به ۱۵۰ فرد بین ۶۵ تا ۸۸ سال، روزانه ۲۰ دقیقه تحریک الکتریکی مغز به مدت ۴ روز متوالی داده شد. در همان زمان، از آنها خواسته شد که به ۵ لیست ۲۰ کلمه ای گوش داده و به یاد بیاورند.
بر اساس تحقیقات قبلی ، دو ناحیه خاص از مغز با فرکانسهای مشخص مورد هدف قرار گرفتند.
تحریک لوبول جداری تحتانی مغز در فرکانس ۴ هرتز برای بهبود حافظه کوتاه مدت پاسخ داد
تحریک قشر پیشانی پشتی جانبی مغز با فرکانس ۶۰ هرتز به شرکت کنندگان کمک کرد تا کلمات ابتدای لیستها را به خاطر بسپارند که نشانه ای از بهبود حافظه بلند مدت دارد.
کسانی که بدترین سطوح عملکرد شناختی را قبل از درمان تحریکی نشان دادند، بیشترین بهره را از این آزمایش بردند.
پس این کار امیدوارکنندهای است و نشان میدهد که مغز چقدر انعطافپذیر و سازگار است.
با این حال آزمایش ممکن است مشکلاتی داشته باشد، مثلا مشخص نیست که بهتر شدن حافظه در مورد به یاد آوردن فهرست کلمات، واقعا قابل تعمیم به کلیه فعالیتهای حافظه زندگی روزمره اشخاص باشد.
چیزی که ما هنوز نمیدانیم و در این مطالعه به آن پرداخته نشده، این است که آیا میتوان از طریق این نوع تحریک و آموزش مغز به افرادی که به دلیل اختلال مغزی تواناییهای حافظه دارند کمک کرد یا خیر.
زوال عقل یا دمانس در حال حاضر حدود ۵۵ میلیون نفر را در سراسر جهان گرفتار کرده که در آن مغز بیشتر از روند سالخوردگی طبیعی پیر میشود.
در حالی که هنوز روزهای اولیه بررسی این روش است، شروع امیدوارکنندهای داشته است: این فناوری غیر تهاجمی است، می تواند به سرعت اعمال شود و حداقل یک ماه دوام میآورد و همچنین بر روی انواع کوتاه مدت و بلند مدت یادآوری حافظه تاثر مثبت دارد.
پژوهشگران با تحریک الکتریکی مغز، حافظه افراد مسن را بهبود بخشیدندمحققان با تحریک مغز و ایجاد نوعی جریان الکتریکی در آن به مدت 20 دقیقه موفق شدند حافظه افراد مسن را بهبود بخشیدند.
محققان در مطالعه جدیدی با تحریک مغز و ایجاد نوعی جریان الکتریکی در آن به مدت 20 دقیقه موفق شدند حافظه افراد مسن را برای حداقل یک ماه تقویت کنند. این روش غیرتهاجمی و ایمن میتواند برای بهبود وضعیت افراد مسن مبتلا به آلزایمر یا زوال عقل گزینه مناسبی باشد.
تحریک مغز با جریان الکتریکی و بهبود حافظه افراد مسندر این مطالعه 60 داوطلب در سنین بین 65 تا 88 سال را به سه گروه تقسیم کردند. یک گروه از دستگاه استفاده کردند، اما هیچ تحریک الکتریکی به مغز آنها اعمال نشد. دومین گروه در برخی نواحی مربوط به حافظه کوتاه مدت، تحریک الکتریکی را دریافت کردند. درنهایت گروه سوم نیز در برخی نواحی مرتبط با حافظه بلند مدت، تحریک الکتریکی را دریافت کردند. به مدت چهار روز متوالی، شرکت کنندگان در حین انجام کارهای مرتبط با حافظه و خواندن فهرستی از 20 کلمه مورد بررسی قرار گرفتند.
نتایج اولیه نشان داد که با تحریک مغزی، هم حافظه کوتاه مدت و هم حافظه بلند مدت در طول چهار روز بهبود یافته است. رابرت راینهارت، نویسنده این مطالعه و استاد بخش روانشناسی و علوم مغز دانشگاه بوستون میگوید:
«ما شاهد بهبود حافظه بودیم و شرکت کنندگان در این تحقیق بعد از گذشت یک ماه هنوز بهبودهایی را در حافظه خود نشان میدهند.»
برخلاف داروهای شیمیایی که مغز را هدف قرار میدهند، این سیستم الکتریکی هیچ تاثیر مخرب شیمیایی ندارد.
جمع بندی:
تحریک فراجمجمه¬ای با جریان الکتریکی مستقیم، مکان ¬وابسته بوده، مانند نوروفیدبک ممکن است برای زیر و بم کردن تنظیمات بخش¬های مختلف مغز به¬کار رود. همچنین استفاده از این روش ساده بوده و احتیاجی به توجه ثابت درمانگر ندارد، بنابراین برای درمانگر امکان گفتاردرمانی، برخی انواع بیوفیدبک و یا جمع¬آوری اطلاعات مربوط به مراجع را درطول درمان فراهم می¬کند. پیش از سال ۲۰۰۰، تعداد کمی از مطالعات دریافتند که تأثیرات tES فراتر از چند ساعت می¬باشد. با این حال در ۱۰ سال گذشته، تعداد فزاینده¬ای از مطالعات از tES به¬صورت روزانه برای یک یا دو هفته استفاده می¬کردند و سپس یک یا دو هفته پس از آن پیگیری را ترتیب می¬دادند. بسیاری از مطالعات بهبودی طولانی¬مدت را نشان داده اند. مطالعه¬ای بر روی افسردگی، پایداری تأثیرات را پس از ۳۰ روز نشان می¬دهد (که تجربیات شخصی درمانگران نیز آن را تأیید می¬کند).
باید توجه داشته¬باشید که برخی مبادلات نامطلوب نیز وجود دارد. برای مثال، ممکن است ارتقای بیش از حد بینش، باعث اختلال در تشخیص شدت صوت شود. ارتقای بیش از حد قابلیت¬های ریاضی، ممکن است منجر به آفازی ورنیکه شود. کاهش بیش از حد کارکرد لوب پیشانی راست در هنگام درمان درد، میتواند باعث افزایش تکانشگری و اضطراب شود، در حالی که کاهش بیش از حد کارکرد قشر پیش¬پیشانی خلفی جانبی چپ، افسردگی را به بار می¬آورد. به هر حال، براساس تحقیقات موجود و تجربیات شخصی من، گمان میکنم که با آموزش مناسب، tES به یک رویکرد بالینی معمول در درمان اختلالات عصبی تبدیل شود.
نکات مراقبتی در هنگام استفاده ازtDCS : به استفاده از جریان بسیار خفیف و عدم تماس الکترودها با بافت مغز، مطالعات مختلف نشان داده اند که این روش کاملا غیر تهاجمی و بدون عوارض جدی است. تنها عارضه قابل توجهی که بعضی از مطالعات به آن اشاره کرده اند خارش محل الکترودها و قرمزی این محل پس از جلسات متعدد و طولانی در تعدادی از بیماران است که این قرمزی و خارش نه به علت آسیب بافتی بلکه عمدتا ناشی از گشادی عروق محل گذر جریان است.
عبور جریان از نواحی کنترل کننده ضربان قلب و یا تنفس در ساقه مغز می تواند از لحاظ تئوریک خطر ساز باشد. در یک مطالعه که الکترود مرجع در پاهای بیمار و الکترودهای دیگر در قشر پره فرونتال قرار گرفته بود. در یک بیمار گزارش حالت تهوع و مشکلات تنفسی ذکر شده است که بعد از قطع جریان، این مشکل نیز برطرف شده و نیاز به بستری در بیمارستان ایجاد نشده است.
ملاحضات ایمنی
بررسی¬ تاریخچه تحقیق مؤید این واقعیت است که استفاده از تحریک با شدت خفیف برای انسان بی¬خطر است و تنها عوارض جانبی نادر و خفیف در پی دارد. مطالعات مقایسه¬ای EEG و MRI نیز هیچ نگرانی آسیب¬شناختی در رابطه با استفاده از tES نشان نمی¬دهد (لایر و همکاران، ۲۰۰۵؛ نیچه و همکاران، ۲۰۰۳). هرچند بیمارانی که سابقه تشنج دارند به¬طور معمول از مطالعات فعلی مربوط به tES حذف شدند، اما هیچ نمونه¬ای از حملات صرعی ناشی از tES در انسان مشاهده نشده (پوریز وهمکاران، ۲۰۰۷) و حتی در برخی مطالعات tES برای درمان صرع نیز استفاده شده ¬است (فرنی و همکاران، ۲۰۰۶؛ سون وان، ۲۰۱۱). بی¬خطر بودن tES برای زنان باردار و کودکان هنوز مشخص نشده¬است.
رایج¬ترین شواهد عوارض جانبی tES، سوزن سوزن شدن خفیف (۷۱ درصد)، خستگی خفیف (۳۵ درصد)، احساس خارش جزئی (۴/۳۰ درصد)، بیقراری مختصر (۲۲ درصد) و درد خفیف (۱۶ درصد) زیر الکترودها می¬باشد (پوریز و همکاران، ۲۰۰۷). برخی افراد گزارشاتی از سردرد (۱۲ درصد)، مشکل تمرکز (۱۱ درصد)، تهوع (۹/۲ درصد) و اختلالات خواب (۱ درصد) داده¬اند (پوریز و همکاران، ۲۰۰۷). جراحاتی مانند سوختگی پوست نیز در پی استفاده از tES گزارش شده است (پالم، ۲۰۰۸) اما تنها زمانی این اتفاق روی داده است که از تکنیک¬های استاندارد پیروی نشده¬است. حساسیت بصری و مشاهده حلقه های نورانی[۴] گاهی درنتیجه قراردادن الکترودها روی جلوی سر تجربه شده¬است. این حالت چندان ناخوشایند نیست، اما با استفاده از دستگاه¬هایی که جریان را به آرامی در ابتدا و انتهای هر جلسه افزایش ¬می¬دهد، می¬توان از آن اجتناب کرد. دستگاهی که انتقال جریان آن در سطوح مختلف تا حدود ۲ میلی¬آمپر بوده و با توجه به دستورالعمل¬های تحریکی موجود مورد استفاده قرارگیرد (نیچه، ۲۰۰۸) برای افراد سالم و بیماران، بی¬خطر است (لایر و همکاران، ۲۰۰۵). همچنین چگالی جریان عامل مهم دیگری در استفاده از tES است، به¬صورتی که حتی ۱ میلی¬آمپر نیز ممکن است اگر الکترود کوچک باشد یا بخشی از اسفنج خشک باشد، باعث ناراحتی قابل توجه و سوختن پوست شود.
tES شرکت Mind Alive (Oasis Pro) دستگاهی است که به¬صورت خودکار ولتاژ را براساس تغییرات مقاومت پوست، تنظیم می¬کند. بنابراین جریان همیشه یکسان باقی می¬ماند. برای مثال، اگر مقاومت پوست ۱۰۰۰۰ اهم باشد، ۱۰ ولت لازم است تا جریان ۱ میلی¬آمپر را به بدن وارد کند. اگر اتصال ضعیف شود و مقاومت پوست نیز به ۲۰۰۰۰ اهم برسد، دستگاه به¬صورت خودکار ولتاژ را به ۲۰ ولت می¬رساند تا دوباره ۱ میلی¬آمپر را به بدن فرد وارد کند. اگر اتصال بسیار ضعیف باشد دستگاه قادر خواهد بود که در مرحله¬ای که احتمال آسیب وجود دارد، به¬صورت خودکار خاموش شود.سایر دستگاههای استاندارد نیز باید این قابلیت را داشته باشند.
خطرات و عوارض جانبی:
تاکنون هیچ گونه خطری در مورد استفاده از این روش گزارش نشده است. اما از آنجایی که tDCS یک روش تحریکی است، اقدامات احتیاطی باید رعایت شود. از جمله استفاده از پروتکل صحیح و اجرای درست آن و همچنین توصیه به احتیاط بیشتر در افراد مستعد ابتلا به تشنج از قبیل صرع.
مواردی جزئی از عوارض جانبی نیز که میتواند حین تحریک در فرد ایجاد شود وجود دارد. این عوارض عبارتند از: سوزش پوست، پدیده Phosphene (دیدن نورهای سفید) در شروع تحریک، تهوع، سردرد، سرگیجه و خارش در زیر الکترود. در یک مطالعه که یک پروتکل بر روی ۵۰۰ نفر اجرا شده بود تنها یک تحریک پوستی خفیف و یک Phosphene به عنوان عوارض جانبی گزارش شد.
در میان روشهای غیرتهاجمی در درمان اختلالات مختلف روانپزشکی، نورولوژی و روانشناختی میتوان به تحریک مغناطیسی مغز rTMS، نوروفیدبک و بیوفیدبک نیز اشاره کر