Transkraniel jævnstrømsstimulering ved autismespektrumforstyrrelse

Autismespektrumforstyrrelse (ASD) er en livslang neuroudviklingsforstyrrelse karakteriseret ved kommunikationsforstyrrelser, dårlige sociale færdigheder og afvigende adfærd. ASD forårsager ofte betydelig følelsesmæssig og økonomisk stress på patienterne, deres familier og samfundet. Forekomsten af ​​ASD er høj, med nyere statistikker rapporteret på én ud af 68. Indtil videre er der ingen kur mod ASD, og ​​lidelsen forbliver en stærkt invaliderende tilstand på trods af de eksisterende behandlingsmuligheder. Derfor er der et presserende behov for mere effektive nye terapeutiske tilgange. I de sidste 10 år er transkraniel jævnstrømsstimulering (tDCS), en hjernestimuleringsteknik, blevet intensivt undersøgt med hensyn til dens fysiologiske virkningsmekanismer, der giver empirisk støtte til dens anvendelse i kliniske omgivelser.

Kognitive og sociale mangler ved ASD. Personer med ASD virker ofte stive og ufleksible, viser en stærk forkærlighed for gentagen adfærd og omfattende ritualer. En årsag til den afvigende adfærd i ASD kan tilskrives deres mangelfulde behandlingshastighed og deraf følgende kognitive underskud. Langsom behandlingshastighed relaterer til en reduceret kapacitet af den udøvende funktion til automatisk at genkalde og formulere tanker og handlinger, med det resultat, at autistiske individer med langsom behandlingshastighed ville have store vanskeligheder med at lære eller opfatte relationerne på tværs af flere oplevelser. Som et resultat kompenserer disse individer for den svækkede evne til at integrere information fra omgivelserne ved at huske visuelle detaljer eller individuelle regler fra hver situation. Dette forklarer, hvorfor personer med lidelsen har en tendens til at følge rutiner i præcise detaljer og udvise stor nød med trivielle ændringer i miljøet.

Forstyrret funktionel forbindelse ligger til grund for kognitiv dysfunktion i ASD: Neurale forbindelsesproblemer er blevet rapporteret bredt hos personer med ASD. For eksempel har diffusion tensor imaging (DTI) og elektrofysiologiske undersøgelser rapporteret reduceret myelinintegritet i den ventromediale præfrontale cortex og ved de temporoparietale junctions. Tilsvarende har funktionelle billeddiagnostiske undersøgelser fundet reduceret synkronisering mellem aktiverede hjerneområder på test af arbejdshukommelse, eksekutiv funktion og fortolkninger af den affektive betydning af handlinger hos personer med ASD.

Kortikal hæmning og excitabilitet (E/I-forhold) ved ASD: Den betydelige variabilitet i symptompræsentation ved ASD kan nu forstås som en manifestation af en lidelse i nervesystemet, med abnormiteter fundet i interaktionen mellem forskellige hjerneområder, der kan tilskrives en eller anden hjerneforbindelsesforstyrrelse . Relateret til det underliggende forbindelsesproblem i ASD er dysreguleringen af ​​kortikal excitabilitet. Et af de nye principper er, at de kognitive underskud i autisme er forårsaget af et overdrevent højt niveau af excitation i de neurale kredsløb, der medierer de forskellige kognitive funktioner i ASD. Den foreslåede rolle af det øgede forhold mellem kortikal cellulær excitation og hæmning (E/I balance) i patofysiologien af ​​ASD understøttes af nyere undersøgelser, som har vist, at en reduktion i GABAergisk signalering er et almindeligt træk i hjernen hos autistiske individer, med forstærkning af excitatorisk glutamatergisk signalering som den underliggende mekanisme. Disse resultater er i overensstemmelse med neurale konnektivitetsundersøgelser, der tyder på, at kortikal cellulær E/I-ubalance eller hyper-excitabilitet kunne forstyrre den normale progressive differentiering og udarbejdelse af funktionel forbindelse i den udviklende hjerne.

Effekter af transkraniel jævnstrømsstimulering (tDCS) på modulerende kortikal excitations/hæmningsbalance: tDCS er en ikke-invasiv neuromodulationsmetode, som påvirker det kortikale aktivitetsniveau ved at påføre lave jævnstrømme til hovedbunden gennem anodale og katodale elektroder. Magnetisk resonansspektroskopi (MRS) undersøgelser har rapporteret, at anodal tDCS øger kortikal excitabilitet ved at reducere lokale koncentrationer af den hæmmende neurotransmitter gamma-aminosmørsyre (GABA), hvorimod katodisk tDCS reducerer kortikal excitabilitet ved at reducere excitatoriske glutamatniveauer. Da katodisk tDCS kan reducere kortikal excitabilitet forårsaget af neuronal hyperpolarisering, er det rimeligt at antage, at katodisk stimulering kan være gavnlig ved ASD ved at mindske den kortikale excitabilitet hos de berørte personer med lidelsen.

Terapeutisk effekt af tDCS på forbedring af kognitiv funktion: I det sidste årti har der været en stigende interesse for at studere effekten af ​​tDCS til at ændre forskellige centralnervesystemfunktioner, herunder motorisk kontrol, opmærksomhed, hukommelse, sprog og følelser, og for at modulere hjerneaktivitetsniveau og funktionel tilslutning i raske og patientgrupper. Til dato har mere end 100 tDCS-studier vist lovende resultater og rapporteret øjeblikkelige tDCS-inducerede positive effekter på kognitive funktioner uden sikkerhedsproblem eller uønskede bivirkninger. Derudover blev synaptisk drevne eftervirkninger induceret med tilstrækkelig tDCS-varighed. Det er blevet vist, at en enkelt session med tDCS i 10-13 minutter kunne inducere en times eftervirkning, og 10 gentagne sessioner med tDCS kombineret med terapeutisk opgave hos børn med perinatalt slagtilfælde var forbundet med ændringer i spektroskopiske biomarkører 1 uge efter stimulering og vedvarende klinisk forbedring ved et 2-måneders opfølgningsbesøg. Interessant nok er mere signifikant adfærdsmæssig/kognitiv forbedring blevet rapporteret, når tDCS blev parret med terapeutisk opgave end at modtage tDCS alene. Disse resultater er i overensstemmelse med den opfattelse, at udførelse af terapeutiske opgaver under tDCS kan dirigere stimuleringseffekten til de involverede neurale kredsløb. I hvilken koblingen af ​​tDCS med terapeutisk opgave kan forbedre læring ved at inducere langsigtede potenseringsændringer til underliggende hjerneregioner og modulerer hjerneaktivitet forbundet med opgaven. Dette kan igen føre til større synaptisk modifikation og forbedret opgaveydelse. Blandt de forskellige tDCS-protokoller er stimulering på den dorsolaterale præfrontale cortex (DLPFC) en af ​​de meget anvendte montager. tDCS over DLPFC har vist sig at forbedre kognitive funktioner såsom arbejdshukommelse, hæmmende kontrol, følelsesmæssig tilstand og behandling hos neuropsykiatriske patienter.

Selvom disse foreløbige resultater hos neuropsykiatriske patienter er opmuntrende, er empiriske undersøgelser af anvendelsen af ​​tDCS på personer med ASD begrænsede. Den forskning, der er udført, er dog opmuntrende. For eksempel viste et klinisk casestudie af autistisk patient, som modtog 10 på hinanden følgende daglige 20-minutters sessioner med 1,5 mA katodisk tDCS over venstre DLPFC, vedvarende signifikant forbedring i hans stærkt invaliderende adfærdssymptomer ved et 3-måneders opfølgningsbesøg. Derudover har tDCS over venstre DLPFC også vist sig at modulere hæmmende kontrol af adfærdsudbrud og sprogtilegnelse hos minimalt verbale børn med ASD. I betragtning af de lovende resultater af hjernestimuleringsbehandling af resistente neuropsykiatriske lidelser, sigter denne undersøgelse således på at udforske den gentagne effekt af tDCS på forbedring af kognitive funktioner, med særlig interesse i at forbedre funktionel tilslutning, hos unge med ASD.