Эффекты транскраниальной стимуляции постоянным током, связанные с физическими упражнениями: исследование метапластичности

Перед двумя фазами исследования испытуемых будут оценивать по следующим аспектам: тревога по шкале тревоги Бека; депрессия по инвентарной депрессии бека; уровень физической нагрузки по международному опроснику физической активности; стресс по шкале восприятия стресса 10.

На первом этапе испытуемые будут выполнять 4 условия: (i) 15 минут физических упражнений умеренной интенсивности; (ii) 10 минут физических упражнений высокой интенсивности; (iii) 30 минут физических упражнений умеренной интенсивности; (iv) 15 или 30 минут отдыха. Перед каждым состоянием возбудимость коры будет измеряться с помощью транскраниальной магнитной стимуляции моторным вызванным потенциалом (МВП); уровень глюкозы в крови будет оцениваться глюкометром. МВП также будет выполняться сразу после физической нагрузки и через каждые 5 мин в течение 30 с после окончания тренировки/отдыха. Уровень глюкозы в крови будет измеряться сразу после тренировки.

На втором этапе испытуемые будут проходить 6 условий: (i) анодная tDCS + физические упражнения 1; (ii) анодная tDCS + физические упражнения 2; (iii) катодная tDCS + физические упражнения 1; (iv) катодная tDCS + физическая нагрузка 2; (v) имитация tDCS + физические упражнения 1; (vi) фиктивная tDCS + физическая нагрузка 2. Интенсивность и время физической нагрузки зависят от результатов предыдущего этапа и будут определены после окончания этапа 1. На этом этапе уровень глюкозы в крови будет оцениваться до и сразу после физической нагрузки. Возбудимость коры головного мозга оценивают с помощью транскраниальной магнитной стимуляции по следующим показателям: двигательный вызванный потенциал - до tDCS, после tDCS, сразу, через 10, 20, 30, 60, 90 минут после нагрузки; двигательный порог покоя - до ТДП, сразу и через 90 мин после нагрузки; кривая набора - до ВТП, сразу и через 90 мин после упражнения.

Состояние tDCS Во время применения tDCS пациенты будут сидеть в удобном кресле с подголовником и подлокотниками. Ток будет подаваться с помощью стимулятора постоянного тока (NeuroConn, Германия) с использованием пары пропитанных физиологическим раствором губчатых электродов (поверхность 35 и 36 см²).

tDCS будет применяться к Cz и Oz в соответствии с международной системой 10-20 EEG. В анодном tDCS анод будет помещен в Cz, а катод в Oz. В катодной tDCS будет выполнено обратное положение. Используемые параметры силы тока и продолжительности (дозы) ранее были установлены у постинсультных больных: интенсивность стимуляции 2 мА в течение 20 минут с нарастанием и снижением тока по 10 секунд.

Имитация tDCS использовалась в нескольких исследованиях для оценки эффекта активной tDCS. Для имитации будет предполагаться то же положение анодного tDCS, однако продолжительность тока составляет всего 30 секунд, с увеличением и уменьшением тока по 10 секунд каждое. Более того, электростимулятор автоматически отключается без ведома пациента. Таким образом, пациенты испытывают ранние ощущения (легкое или умеренное покалывание) в месте стимуляции, не вызывая эффекта. Кроме того, после каждого сеанса tDCS пациенты будут отвечать на вопросник о побочных эффектах.

Состояние физической нагрузки Интенсивность физической нагрузки будет определяться максимальной частотой сердечных сокращений (max HR) по формуле (220 - возраст). Для высокой интенсивности интенсивность будет между xx и xx% от maxHR; умеренная интенсивность, 64-76% от максимальной ЧСС; легкая интенсивность, 57-63% от максимальной ЧСС. Кроме того, во время физических упражнений частота сердечных сокращений будет непрерывно оцениваться с помощью POLAR, а шкала воспринимаемой частоты будет регистрироваться каждые 3 минуты по модифицированной шкале Борга. ТМС-р). Магнитная стимуляция (Нейрософт, Россия) будет применяться через катушку в виде восьмерки для определения репрезентации моторной коры правой большеберцовой передней мышцы (горячая точка) и выполнять следующие электрофизиологические измерения для оценки активности коры: (i) Моторный вызванный потенциал (МВП); (ii) двигательный порог покоя (RMT) и (iii) кривая набора (RC).

Во-первых, пациенты будут проинструктированы сесть в кресло и найти удобное положение. Горячая точка будет считаться наиболее возбудимой областью с более интенсивным моторным вызванным потенциалом (МВП), измеренным с помощью электромиографии.

Следующие электрофизиологические измерения будут выполнены в левом полушарии головного мозга для оценки корковой активности:

(i) Моторно-вызванный потенциал (МВП): интенсивность магнитного стимулятора регулируется для получения среднего МВП 0,4 мВ. ТМС-р будет применяться в области коркового представительства передней большеберцовой кости, а средние ответы на стимулы должны достигать 0,4-0,6 мВ.

(ii) Моторный порог покоя (RMT): пациенту будет предложено выполнить сокращение передней большеберцовой мышцы, а затем TMS-p даст десять импульсов для определения моторного порога покоя. Моторный порог соответствует самой низкой интенсивности TMS-p для создания MEP 50 мкВ в 50% импульсов, подаваемых на горячую точку.

(iii) Рекрутинговая кривая (RC): применялись пять стимулов с каждой из следующих интенсивностей: на 5% ниже моторного порога покоя (RMT), RMT, на 5% выше RMT, на 10% выше RMT, на 20% выше RMT, на 30% выше. RMT, на 35% выше RMT и при 100% мощности стимулятора. Пять стимулов каждой интенсивности подавались блоком, но порядок изменения интенсивности стимулов был случайным. Интервал между последовательными стимулами ТМС составлял от 5,5 до 6,5 с.