Ikke-invasiv hjernestimulation til pædiatrisk ADHD

Ydre påvirkninger på neuroplastiske processer kan bruges til funktionel forbedring af sygdomme, især til forbedring af corticale funktioner. Muligheden for at påvirke hjerneaktivitet og støt forbedre adfærdspræstation gennem ekstern intervention har længe fascineret neurovidenskabsmænd. En af disse teknikker, transkraniel elektrisk stimulation (tES), har fået stor interesse, fordi den har stor potentiel brug i grundforskning og kliniske anvendelser. Transkraniel elektrisk stimulation (tES) i den nuværende forskning omfatter to typer stimulering: transkraniel jævnstrømsstimulering (tDCS) og transkraniel tilfældig støjstimulering (tRNS). tES-teknikkerne involverer anvendelsen af ​​konstant svag jævnstrøm (f. 1-2 mA) til hjernen via hud-elektrode-grænseflade, hvilket skaber elektrisk felt, der modulerer neuronal aktivitet. Denne modulation er polaritetsafhængig mod depolarisering efter anodal stimulation (excitatorisk) og mod hyperpolarisering efter katodisk stimulering (inhiberende), hvilket fører til forbigående ændringer i hvilemembranpotentialet. Den kumulative effekt af længere stimulering resulterer i en polaritetsafhængig lettelse eller inhibering af den spontane neuronale affyringshastighed og anses for neuromodulerende.

tDCS, fremkalder en sub-tærskelmodulation af neuronal excitabilitet uden depolariserende aktionspotentialer5. Post-stimuleringseffekter af tDCS afhænger af stimulationens varighed (der varer fra flere minutter op til timer) og kan findes i områderne under elektroderne og også fjernt ved netværksændringer.

Mekanismen, hvorved tRNS påvirker hjerneaktivitet, adskiller sig fra tDCS. Leveringen af ​​tRNS anvender samme udstyr som til tDCS. I tRNS kan begge elektroder imidlertid bruges til at stimulere enten på homologe steder bilateralt eller i forskellige regioner samtidigt. tRNS kan bruges til at stimulere en region med en strøm, der varierer tilfældigt i tid. Sådan stimulering kan inducere excitabilitet, der varer op til 60 minutter pr. 10 minutters stimulation1. Den mest fordelagtige type tRNS er ved højfrekvens (100-640Hz).

Dette er en randomiseret, dobbeltblindet, placebokontrolleret, crossover-undersøgelse i ADHD-børn. Kvalificerede deltagere vil blive randomiseret i følgende 3 grupper:

1. tDCS-placebo (sham) gruppe til at modtage enten tDCS eller matchende placebo (sham (i løbet af 5 følgende dage (én session hver dag). Efter en uges pause vil der være en crossover mellem kontrolgruppen og sham-gruppen: dem, vi modtog tDCS i 1. uge, vil få sham, mens de, der fik sham i 1. uge, vil modtage tDCS i 3. uge.
2. tRNS-sham gruppe, som vil modtage den samme type intervention med samme intervaller som ovenfor, men med tRNS i stedet for tDCS.
3. tDCS-tRNS gruppe. Her vil den samme intervention som ovenfor blive tilvejebragt med de samme intervaller, men ægte tDCS og ægte tRNS vil blive leveret på en modvægtet måde. Dette ville gøre det muligt at sammenligne de forskellige behandlinger i et design inden for emnet, samt at sammenligne effekten af ​​dem til simuleret stimulering i de første to grupper i et design mellem emner.

Den samlede varighed af fagdeltagelse vil være 4 uger. Undersøgelsen udføres i ADHD-klinikken i Neuro-Kognitiv Center, ved Hadassah-Hebrew University Medical Center.

tDCS: Stimulering vil blive anvendt ved hjælp af halvtørre 5X5 cm elektroder. Strømmen ville være 0,75 mA, hvilket er baseret på tidligere beregningsmodellering af tDCS hos børn og estimeres til at svare til 1-1,5 mA hos voksne. Denne beslutning blev truffet efter at have overvejet de parametre, der ville påvirke strømfordeling og tæthed på stimuleringsstedet, såsom tyndere hovedbund, mindre cerebrospinalvæske og mindre hovedstørrelse af den pædiatriske population. En lignende dosis ved brug af tDCS blev godt tolereret af børn og var ikke forbundet med bivirkninger29. Den anodale elektrode vil blive placeret over dlPFC (F3 baseret på det internationale 10-20-system, mens katodeelektroden vil blive placeret over den højre supraorbital. tRNS: Børn i den aktive tRNS-gruppe vil modtage 0,75mA tRNS (100-640Hz) til deres venstre dorsolaterale præfrontale cortex (dlPFC) og den højre inferior frontale gyrus (IFG) via halvtørre 5 cm X 5 cm elektroder, fastgjort under den udpegede elektrode positioner (F3, F8) af et tES-loft, der fulgte det internationale 10-20-system (InnoSphere Inc., Haifa). Venstre dlPFC og højre IFG blev valgt baseret på deres bidrag til udøvende kontrol og hæmning. tRNS vil blive anvendt i 20 minutter pr. session under en iPad kognitiv træning. Lignende varighed er også blevet brugt i pædiatrien ved brug af tDCS29. I lighed med en tidligere tRNS-undersøgelse hos børn, og den rationelle forudsat for tDCS, vil vi anvende 0,75mA.

Sham: For sham-tRNS vil vi bruge den samme montage som i aktiv tRNS. For sham-tDCS vil vi bruge den samme montage som i aktiv tDCS. Den eneste forskel mellem aktiv og sham tES ville være, at i tilfælde af sham tES ville de 30 sekunders rampe op af strømmen fra 0 til 0,75mA ikke blive efterfulgt af 19 minutters stimulering ved 0,75mA som i aktiv tES, men ville straks blive efterfulgt af en rampeperiode på 30 sekunder til 0mA. En sådan metode har vist sig at give effektiv blindhed af stimuleringstilstanden, da både aktiv og sham tES ville føre til en let kløende fornemmelse, som ville forsvinde på grund af hovedbundens beboelse. Der ville ikke blive givet yderligere stimulation i den falske gruppe under den daglige session.

Undersøgelsen vil omfatte 60 drenge i alderen 7 til 12 år. Deltagerne vil blive rekrutteret blandt børn henvist til klinikken af ​​børnelæger, praktiserende læger, lærere, psykologer eller forældre.