Nieinwazyjna stymulacja mózgu w ADHD u dzieci

Zewnętrzne wpływy na procesy neuroplastyczne mogą być wykorzystane do funkcjonalnej poprawy chorób, w szczególności do poprawy funkcji korowych. Możliwość wpływania na aktywność mózgu i stałego zwiększania wydajności behawioralnej poprzez interwencję zewnętrzną od dawna fascynowała neuronaukowców. Jedna z tych technik, przezczaszkowa stymulacja elektryczna (tES), cieszy się dużym zainteresowaniem, ponieważ ma ogromny potencjał zastosowania w badaniach podstawowych i zastosowaniach klinicznych. Przezczaszkowa stymulacja elektryczna (tES) w obecnych badaniach obejmuje dwa rodzaje stymulacji: przezczaszkową stymulację prądem stałym (tDCS) oraz przezczaszkową stymulację losowym szumem (tRNS). Techniki tES polegają na zastosowaniu stałego słabego prądu stałego (np. 1-2 mA) do mózgu przez interfejs skóra-elektroda, tworząc pole elektryczne, które moduluje aktywność neuronów. Modulacja ta jest zależna od polaryzacji w kierunku depolaryzacji po stymulacji anodowej (pobudzanie) i hiperpolaryzacji po stymulacji katodowej (hamowanie), co prowadzi do przejściowych zmian spoczynkowego potencjału błonowego. Skumulowany efekt dłuższej stymulacji skutkuje zależnym od polaryzacji ułatwianiem lub hamowaniem spontanicznej szybkości odpalania neuronów i jest uważany za neuromodulacyjny.

tDCS wywołuje podprogową modulację pobudliwości neuronów bez depolaryzujących potencjałów czynnościowych5. Efekty postymulacyjne tDCS zależą od czasu trwania stymulacji (trwającej od kilku minut do kilku godzin) i można je znaleźć w obszarach pod elektrodami, a także odległych poprzez zmiany sieci.

Mechanizm, za pomocą którego tRNS wpływa na aktywność mózgu, różni się od tDCS. Dostawa tRNS wykorzystuje ten sam sprzęt, co w przypadku tDCS. Jednak w tRNS obie elektrody mogą być używane do stymulacji obustronnie w miejscach homologicznych lub w różnych regionach jednocześnie. tRNS można wykorzystać do stymulacji regionu prądem, który zmienia się losowo w czasie. Taka stymulacja może wywołać pobudliwość, która trwa do 60 minut na 10 minut stymulacji1. Najbardziej korzystnym typem tRNS jest wysoka częstotliwość (100-640Hz).

Jest to randomizowane, podwójnie ślepe, kontrolowane placebo badanie krzyżowe u dzieci z ADHD. Kwalifikujący się uczestnicy zostaną losowo przydzieleni do 3 następujących grup:

1. grupa tDCS-placebo (pozorowana) otrzymująca tDCS lub pasujące placebo (pozorowane (w ciągu 5 kolejnych dni (jedna sesja każdego dnia). Po tygodniowej przerwie nastąpi przejście między grupą kontrolną a grupą pozorowaną: ci, którym otrzymaliśmy tDCS w 1. tygodniu, otrzymają pozorowaną, podczas gdy ci, którzy otrzymali pozorowaną w 1.
2. Grupa pozorowana tRNS, która otrzyma ten sam rodzaj interwencji w takich samych odstępach czasu jak powyżej, ale z tRNS zamiast tDCS.
3. grupa tDCS-tRNS. Tutaj taka sama interwencja jak powyżej będzie zapewniona z tymi samymi interwałami, ale rzeczywiste tDCS i rzeczywiste tRNS będą zapewnione w zrównoważony sposób. Pozwoliłoby to porównać różne traktowanie w projekcie wewnątrzobiektowym, a także porównać efekt stymulacji pozorowanej w pierwszych dwóch grupach w projekcie międzyobiektowym.

Całkowity czas uczestnictwa w przedmiotach wyniesie 4 tygodnie. Badanie jest prowadzone w klinice ADHD Centrum Neuro-Kognitywnego Centrum Medycznego Uniwersytetu Hebrajskiego Hadassah.

tDCS: Stymulacja byłaby aplikowana za pomocą półsuchych elektrod 5X5 cm. Prąd wyniósłby 0,75 mA, co w oparciu o wcześniejsze modelowanie obliczeniowe tDCS u dzieci i szacuje się, że jest równe 1-1,5 mA u dorosłych. Decyzję tę podjęto po rozważeniu parametrów, które wpłynęłyby na rozkład prądu i gęstość w miejscu stymulacji, takich jak cieńsza skóra głowy, mniej płynu mózgowo-rdzeniowego i mniejszy rozmiar głowy w populacji pediatrycznej. Podobne dawkowanie przy użyciu tDCS było dobrze tolerowane przez dzieci i nie wiązało się z działaniami niepożądanymi29. Elektroda anodowa zostanie umieszczona nad dlPFC (F3 w oparciu o system International 10-20), podczas gdy elektroda katodowa zostanie umieszczona nad prawym nadoczodołowym. tRNS: Dzieci z aktywnej grupy tRNS otrzymają 0,75 mA tRNS (100-640 Hz) do lewej grzbietowo-bocznej kory przedczołowej (dlPFC) i prawego dolnego zakrętu czołowego (IFG) przez półsuche elektrody o wymiarach 5 cm x 5 cm, przymocowane pod wyznaczoną elektrodą pozycje (F3, F8) czapki tES zgodnej z systemem International 10-20 (InnoSphere Inc., Hajfa). Wybrano lewy dlPFC i prawy IFG na podstawie ich udziału w kontroli wykonawczej i hamowaniu. tRNS będzie stosowany przez 20 minut na sesję podczas treningu poznawczego na iPadzie. Podobny czas trwania był również stosowany w pediatrii przy użyciu tDCS29. Podobnie jak w poprzednim badaniu tRNS u dzieci i racjonalnie przewidzianym dla tDCS zastosujemy 0,75mA.

Sham: Dla sham-tRNS użyjemy tego samego montażu, co w aktywnym tRNS. Dla pozorowanego tDCS użyjemy tego samego montażu, co w aktywnym tDCS. Jedyna różnica między aktywnym a pozorowanym tES polegałaby na tym, że w przypadku pozorowanego tES po 30 sekundach wzrostu prądu od 0 do 0,75 mA nie następowałaby 19 minutowa stymulacja prądem 0,75 mA, jak w aktywnym tES, ale natychmiast nastąpiłby 30-sekundowy okres spadku do 0mA. Wykazano, że taka metoda zapewnia skuteczną ślepotę warunków stymulacji, ponieważ zarówno aktywna, jak i pozorowana tES prowadziłaby do lekkiego uczucia swędzenia, które zniknęłoby z powodu zasiedlenia skóry głowy. Żadna dalsza stymulacja nie byłaby zapewniona w grupie pozorowanej podczas codziennej sesji.

Badaniem zostanie objętych 60 chłopców w wieku od 7 do 12 lat. Uczestnicy będą rekrutowani spośród dzieci kierowanych do poradni przez lekarzy pediatrów, lekarzy rodzinnych, nauczycieli, psychologów lub rodziców.