측두엽 간질에서 작업 기억 장애 및 우울증 치료를 위한 TDCS의 효능

경두개 직류 자극(tDCS)은 뇌 활동을 조절하는 강력한 기술입니다.

TDCS는 상대적으로 큰 두 전극(양극과 음극) 사이를 흐르는 약한 직류를 두피에 인가하는 것을 기반으로 합니다. tDCS 동안 낮은 진폭(1-2mA), 정전류가 두피 전극을 통해 적용되고 두개골을 관통하여 뇌로 들어갑니다. 두피에 상당한 전류 단락이 있지만, 최근 두 가지 모델링 연구(Miranda et al. 2006; Wagner et al. 2007a)에서 보여지는 바와 같이 충분한 전류가 뇌를 관통하여 막횡단 신경 전위를 수정하므로 수준에 영향을 미칩니다. 흥분성을 조절하고 개별 뉴런의 발사 속도를 조절합니다. tDCS가 충분한 기간 동안 적용되면 피질 기능이 자극 기간을 넘어 변경될 수 있으며(Nitsche and Paulus 2001) 피질 흥분성 변화의 방향은 현재 방향에 따라 달라집니다.

1950년대와 60년대로 거슬러 올라가는 tDCS의 효과에 대한 여러 잘 수행된 동물 연구는 tDCS가 뇌 기능을 조절하는 강력한 기술임을 보여주었습니다. 이러한 연구는 뇌 표면에 적용된 분극화 전류가 피질 활동의 조절을 초래한다는 것을 입증했습니다. 피질의 표면 양극 분극화는 자발적인 단위 방전을 증가시키고(Burns 1954; Creutzfeld et al. 1962) 발작 활동을 시작하는 반면(Goldring and O'Leary 1951) 음극 분극화는 일반적으로 이러한 현상을 억제합니다. 또한, 낮은 수준의 표면 분극화는 학습된 운동 반응의 획득을 용이하게 하고 유발된 피질 단위 방전 패턴의 장기간 변화를 유도합니다(Bindman et al. 1964). 마지막으로 Purpura et al. (1964) 고양이의 추체경로 세포를 연구한 결과 장기간의 분극화는 후유증뿐만 아니라 진행성 막 및 시냅스 후 전위 변화를 일으킬 수 있음을 보여주었습니다(Purpura 및 McMurtry 1965).

이 증거를 바탕으로 최근 인간 연구에서 tDCS를 사용한 운동 피질(M1) 자극이 자극 극성에 따라 운동 피질 흥분성을 변화시킨다는 것을 총체적으로 보여주었습니다. 양극 자극은 피질 흥분성을 증가시키는 반면 음극 자극은 감소시킵니다(Nitsche et al. 2003; Nitsche와 Paulus 2000; Nitsche와 Paulus 2001). 비슷한 조절 ​​효과가 시각 피질에서도 설명되었습니다(Antal et al. 2004; Antal et al. 2001). 최근 tDCS 연구는 일차 운동 피질의 양극 tDCS가 피질 활동에 영향을 미칠 뿐만 아니라 시상 활동에 상당한 변화를 유도한다는 것을 보여주었습니다(Lang et al. 2005). 인간에 대한 tDCS의 적용은 지난 10년 동안 크게 발전했으며 따라서 60년대 및 70년대에 사용된 인간 적용과는 다르다는 점에 유의해야 합니다(Wagner et al. 2007b).

또한, tDCS는 다른 비침습적 뇌 자극 기술(즉, 반복 경두개 자기 자극(rTMS))과 비교하여 몇 가지 장점을 제공합니다. (2) 임상 실습에서 쉽게 번역할 수 있는 간단하고 저렴한 기술, (3) 오래 지속되는 효과 - tDCS의 조절 효과는 rTMS에 비해 더 오래 지속됩니다. 예를 들어, 13분의 자극은 뇌 흥분성을 변화시킵니다. 최대 2시간 동안(Nitsche and Paulus 2001), (4) 임상 시험 환경에서 가짜 tDCS로 더 쉽게 눈이 멀게 됨(Gandiga et al 2006)

전두엽 자극은 인지 기능을 향상시키는 것으로 나타났습니다.

tDCS 자극이 배측 외측 전두엽 피질에 적용될 때 작업 기억의 향상을 입증하는 최근에 발표된 여러 연구가 있었습니다. Fregni 등(2005)은 15명의 정상 피험자를 연구했습니다. 환자들은 왼쪽 배외측 전두엽 피질(왼쪽 DLPFC)의 활성 양극(자극) tDCS, 왼쪽 DLPFC에 대한 가짜 자극, 왼쪽 DLPFC의 음극(억제) 자극 또는 일차 운동 피질(M1). 이 연구의 결과는 왼쪽 DLPFC의 활성 양극 tDCS 후 작업 정확도로 지수화된 작업 메모리의 상당한 개선을 보여주었습니다. 가짜 tDCS, 왼쪽 DLPFC의 양극 tDCS 또는 M1의 양극 tDCS를 포함한 다른 자극 조건은 중요한 작업 성능 변화를 초래하지 않았습니다. 유사하게, Boggio et al(2007)은 tDCS의 연속 10일 후 기분 향상 정도와 무관하게 왼쪽 DLPFC에 양극 tDCS로 치료한 후 심한 우울증 환자의 감정적 go-no-go 작업 수행에서 상당한 개선을 발견했습니다.

반대로, 올바른 DLPFC의 음극 억제가 우울증 환자의 동일한 작업에서 작업 기억 성능을 향상시킨다는 일부 증거가 있습니다(Bermpohl et al 2006). 함께 이러한 연구는 오른쪽 DLPFC의 양극 자극을 통해 직접적으로 또는 간접적으로 오른쪽 DLPFC의 음극 억제를 통해 왼쪽 DLPFC의 증가된 활동이 작업 기억 성능의 개선에 책임이 있음을 시사합니다.

경두개 직류 자극(tDCS)은 상당한 항우울 효과가 있습니다. 양극 tDCS로 전두엽 피질을 조절하면 우울증이 크게 개선됩니다. 처음에는 주요 우울증 환자 10명을 대상으로 왼쪽 DLPFC의 양극 자극을 5일 동안 받은 예비 무작위 통제 이중 맹검 시험이 조사되었습니다. 모든 환자는 합병증 없이 tDCS를 견뎌냈습니다. 치료 종료 시 활성 그룹에는 4명의 치료 응답자가 있었고 가짜 그룹에는 응답자가 없었습니다. 활성 자극을 받은 환자는 가짜 자극을 받은 환자에서 관찰되지 않은 기준선과 비교하여 Hamilton Depression Rating Scale(HDRS) 및 Beck Depression Inventory(BDI) 점수에서 상당한 감소를 보였습니다(Fregni et al. 2006b).

주요 우울증 환자 40명을 대상으로 한 후속 병렬 그룹 이중 맹검 임상 시험에서 환자는 약물을 사용하지 않고 무작위로 3개의 치료 그룹으로 분류했습니다. 왼쪽 DLPFC의 양극 tDCS(활성 그룹); 후두 피질의 양극 tDCS(활성 대조군) 및 가짜 tDCS(위약 대조군). tDCS는 2주 동안 10회에 걸쳐 적용되었습니다. HDRS와 BDI를 사용하여 블라인드 평가자가 기분을 평가했습니다. 치료는 모든 치료 그룹에 걸쳐 균등하게 분포된 최소한의 부작용으로 내약성이 우수했습니다. 이 연구는 후두골(HDRS 감소 21.3%(±12.9%)) 및 가짜 tDCS(HDRS 감소 10.4%)에 비해 왼쪽 DLPFC tDCS(HDRS 감소 40.4%(±25.8%)) 후 우울증 점수의 현저한 감소를 보여주었습니다. (±36.6%)). DLPFC 그룹에서 tDCS의 유익한 효과는 치료 종료 후 1개월 동안 지속되었습니다(Boggio et al. 2008).

유사하게, Rigonatti et al(2008)의 우울증에 대한 또 다른 종적 연구에서, 전전두엽 피질에 적용된 양극(자극) tDCS의 연속 적용(각각 2mA의 10회 세션)은 Beck Depression으로 측정된 우울 증상 감소에 유사한 효과를 나타냈습니다. 치료 6주 후에도 플루옥세틴으로 재고 점수를 매깁니다. 그러나 tDCS의 효과는 fluoxetine보다 즉각적이었습니다.

요약하면, 왼쪽 DLPFC의 tDCS는 정상 환자와 상당한 우울증 환자에서 상당한 긍정적인 정서 및 인지 개선을 유도할 수 있는 것으로 보입니다. 따라서 우리는 이 제안서에서 장기간의 전전두엽 자극이 간질 활동이나 발작 빈도를 악화시키지 않고 정서적 및 인지 기능에서 임상적으로 의미 있는 변화와 관련이 있는지 여부를 테스트할 것입니다. 이 파일럿 연구의 결과는 측두엽 간질 환자의 신경정신과 동반이환 치료에 중요한 임상적 영향을 미칠 것입니다.