治療電流の流れの生体内イメージング (tDCS)

経頭蓋直流刺激 (tDCS) と脳深部刺激 (DBS) は、運動機能、意味処理、実行機能を調整する手段として急速に注目を集めている電気刺激療法の例です。 どちらの治療法も多くの臨床研究と実験研究を集めています。 tDCS は、刺激の極性と電極の位置に応じて、脳に対して促進効果と抑制効果の両方があることがわかっています。 DBS は、主にパーキンソン病などの運動障害の治療について臨床的に徹底的に評価されており、局所性ジストニア、うつ病、慢性疼痛などの疾患の治療にもその範囲を広げています。 まだほとんどが実験段階にありますが、tDCS のアプリケーションと受け入れは非常に急速に増加しています。

tDCS に関連する機能的変化は、根底にある神経生理学に関する知識がなくても分類できますが、電気刺激技術において外部から加えられた電流が実際にどこに流れるかを理解することは、どの脳領域、回路、または要素がこれらの影響を受けるかを理解するための基礎として重要です。治療法、およびこれらの変化がどのように起こるかについて説明します。 このような知識は、これらの治療法の根底にあるメカニズムのより良い理解につながり、それにより、より焦点を絞った効果的な刺激パターンと位置を知ることができます。 最終的には、これはより効率的で新しい臨床応用につながるでしょう。

多くの研究では、コンピューター シミュレーションを使用して、頭蓋外および頭蓋内の両方のモダリティにおける電流適用の影響がシミュレートされています。 シミュレーションは、セグメンテーション中の MRI データの解釈エラー、想定される導電率値と実際の導電率値の差、実際と想定される電極の位置とサイズの不一致によって常に制限されます。 したがって、電流分布を理解し検証するためのより良い方法が切実に必要とされています。

この研究では、生体内での電流密度をより直接的に測定するために、最近開発された MRI ベースの位相イメージング技術を使用します。 電流の流れを測定する以前の MRI ベースの方法とは異なり、この技術は被験者の位置を変更する必要がなく機能します。 この方法は、異方性白質を含む多くの組織区画を組み込んだ高解像度の被験者固有のモデルに対して検証されます。 したがって、最先端のモデリングアプローチに対する新しい直接測定方法が使用されます。