Transkraniální stimulace stejnosměrným proudem u poruchy autistického spektra

Porucha autistického spektra (ASD) je celoživotní neurovývojová porucha charakterizovaná poruchami komunikace, špatnými sociálními dovednostmi a aberantním chováním. ASD často způsobuje značný emocionální a finanční stres pacientům, jejich rodinám a komunitě. Prevalence ASD je vysoká, nedávná statistika uvádí jeden z 68. Doposud neexistuje žádný lék na ASD a porucha zůstává vysoce invalidizujícím stavem navzdory existujícím možnostem léčby. Proto je naléhavě zapotřebí účinnějších nových terapeutických přístupů. V posledních 10 letech byla transkraniální stimulace stejnosměrným proudem (tDCS), technika mozkové stimulace, intenzivně zkoumána s ohledem na její fyziologické mechanismy účinku, které poskytují empirickou podporu její aplikaci v klinickém prostředí.

Kognitivní a sociální deficity u PAS. Jedinci s ASD se často zdají strnulí a nepružní, projevují silnou zálibu v opakujícím se chování a propracovaných rituálech. Jedním z důvodů aberantního chování u ASD může být jejich nedostatečná rychlost zpracování a výsledné kognitivní deficity. Pomalá rychlost zpracování souvisí se sníženou schopností výkonné funkce automaticky si vybavit a formulovat myšlenky a činy, což má za následek, že autističtí jedinci s pomalou rychlostí zpracování by měli velké potíže s učením nebo vnímáním vztahů napříč mnoha zkušenostmi. V důsledku toho tito jedinci kompenzují zhoršenou schopnost integrace informací z okolí tím, že si zapamatují vizuální detaily nebo jednotlivá pravidla z každé situace. To vysvětluje, proč jedinci s touto poruchou mají tendenci dodržovat rutiny v přesných detailech a projevovat velké rozrušení s triviálními změnami v prostředí.

Porucha funkční konektivity je základem kognitivní dysfunkce u ASD: Problém neurální konektivity byl široce hlášen u jedinců s ASD. Například difuzní tensor imaging (DTI) a elektrofyziologické studie uvádějí sníženou integritu myelinu ve ventromediálním prefrontálním kortexu a na temporoparietálních spojeních. Podobně funkční zobrazovací studie zjistily sníženou synchronizaci mezi aktivovanými oblastmi mozku při testech pracovní paměti, výkonných funkcí a interpretací afektivního významu akcí u jedinců s PAS.

Kortikální inhibice a excitabilita (poměr E/I) u ASD: Významnou variabilitu v prezentaci symptomů u ASD lze nyní chápat jako projev poruchy nervového systému s abnormalitami zjištěnými v interakci mezi různými oblastmi mozku, které lze připsat nějaké poruše konektivity mozku. . Se základním problémem konektivity u ASD souvisí dysregulace kortikální excitability. Jedním nově vznikajícím principem je, že kognitivní deficity u autismu jsou způsobeny nadměrně vysokou úrovní excitace v nervových okruzích, které zprostředkovávají různé kognitivní funkce u ASD. Předpokládaná role zvýšeného poměru kortikální buněčné excitace k inhibici (E/I rovnováha) v patofyziologii ASD je podpořena nedávnými studiemi, které ukázaly, že snížení GABAergní signalizace je běžným rysem v mozcích autistických jedinců, se zesílením excitační glutamátergické signalizace jako základního mechanismu. Tato zjištění jsou v souladu se studiemi neurální konektivity, které naznačují, že kortikální buněčná nerovnováha E/I nebo hyperexcitabilita by mohla narušit normální progresivní diferenciaci a vypracování funkční konektivity ve vyvíjejícím se mozku.

Účinky transkraniální stimulace stejnosměrným proudem (tDCS) na modulaci kortikální excitační/inhibiční rovnováhy: tDCS je neinvazivní neuromodulační metoda, která ovlivňuje úroveň kortikální aktivity aplikací nízkých stejnosměrných proudů na pokožku hlavy prostřednictvím anodických a katodových elektrod. Studie magnetické rezonanční spektroskopie (MRS) uvádějí, že anodický tDCS zvyšuje kortikální excitabilitu snížením lokálních koncentrací inhibičního neurotransmiteru kyseliny gama-aminomáselné (GABA), zatímco katodický tDCS snižuje kortikální excitabilitu snížením hladin excitačního glutamátu. Protože katodický tDCS může snížit kortikální excitabilitu způsobenou neuronální hyperpolarizací, je rozumné předpokládat, že katodická stimulace může být prospěšná u ASD snížením kortikální excitability u postižených jedinců s poruchou.

Terapeutický účinek tDCS na zlepšení kognitivních funkcí: V posledním desetiletí vzrůstá zájem o studium účinku tDCS na změnu různých funkcí centrálního nervového systému, včetně kontroly motoriky, pozornosti, paměti, jazyka a emocí, a na modulaci úroveň mozkové aktivity a funkční konektivita u zdravé a pacientské populace. K dnešnímu dni více než 100 studií tDCS ukázalo slibné výsledky a uvedlo okamžité pozitivní účinky na kognitivní funkce vyvolané tDCS bez jakýchkoli bezpečnostních problémů nebo nepříznivých vedlejších účinků. Navíc byly vyvolány synapticky řízené následné efekty s dostatečným trváním tDCS. Ukázalo se, že jediné sezení tDCS po dobu 10–13 minut mohlo vyvolat hodinu následného účinku a 10 opakovaných sezení tDCS spojených s terapeutickým úkolem u dětí s perinatální cévní mozkovou příhodou bylo spojeno se změnami spektroskopických biomarkerů 1 týden po stimulace a trvalé klinické zlepšení při 2měsíční následné návštěvě. Zajímavé je, že výraznější behaviorální/kognitivní zlepšení bylo hlášeno, když byly tDCS spárovány s terapeutickým úkolem, než při podávání samotného tDCS. Tato zjištění jsou v souladu s představou, že provádění terapeutického úkolu během tDCS může nasměrovat stimulační účinek na zapojené nervové okruhy. Ve kterém spojení tDCS s terapeutickým úkolem může zlepšit učení prostřednictvím indukce dlouhodobých potenciačních změn v základních oblastech mozku a moduluje mozkovou aktivitu spojenou s úkolem. To zase může vést k větší synaptické modifikaci a lepšímu výkonu úkolů. Mezi různými protokoly tDCS je stimulace na dorzolaterálním prefrontálním kortexu (DLPFC) jednou z široce používaných montáží. Bylo prokázáno, že tDCS oproti DLPFC zlepšuje kognitivní funkce, jako je pracovní paměť, inhibiční kontrola, emoční stav a zpracování u neuropsychiatrických pacientů.

Ačkoli jsou tato předběžná zjištění u neuropsychiatrických pacientů povzbudivá, empirické studie o aplikaci tDCS u jedinců s ASD jsou omezené. Výzkum, který byl proveden, je však povzbudivý. Například jedna klinická případová studie autistického pacienta, který dostával 10 po sobě jdoucích denně 20minutových sezeních 1,5 mA katodového tDCS přes levý DLPFC, prokázala přetrvávající významné zlepšení jeho vysoce invalidizujících behaviorálních symptomů při 3měsíční následné návštěvě. Navíc se také ukázalo, že tDCS nad levým DLPFC moduluje inhibiční kontrolu behaviorálních výbuchů a osvojování jazyka u minimálně verbálních dětí s ASD. Vzhledem k slibným výsledkům léčby rezistentních neuropsychiatrických poruch mozkovou stimulací je cílem této studie prozkoumat opakující se účinek tDCS na zlepšení kognitivních funkcí, se zvláštním zájmem o posílení funkční konektivity u adolescentů s ASD.