Визуализация терапевтического электрического тока in vivo (tDCS)

Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) и глубокая стимуляция мозга (DBS) являются примерами методов электростимуляции, которые быстро привлекают внимание как средства модуляции двигательной функции, семантической обработки и исполнительной функции. Оба метода лечения привлекли внимание многих клинических и экспериментальных исследований. Было обнаружено, что tDCS оказывает как облегчающее, так и тормозящее влияние на мозг в зависимости от полярности стимуляции и положения электрода. DBS прошел тщательную клиническую оценку для лечения двигательных расстройств, главным образом болезни Паркинсона, и расширяет область применения, включая лечение таких расстройств, как фокальная дистония, депрессия и хроническая боль. Несмотря на то, что в основном все еще находится на экспериментальной стадии, применение tDCS и их признание растут очень быстро.

Хотя функциональные изменения, связанные с tDCS, могут быть классифицированы без знания лежащей в основе нейрофизиологии, понимание того, где на самом деле течет приложенный извне ток при любом методе электростимуляции, имеет решающее значение в качестве основы для понимания того, какие области мозга, цепи или элементы затронуты этим. терапии и как эти изменения могут произойти. Такие знания приведут к лучшему пониманию механизмов, лежащих в основе этих методов лечения, и, таким образом, к более целенаправленным и эффективным схемам и местам стимуляции. В конечном итоге это приведет к более эффективным и новым клиническим применениям.

Во многих исследованиях с помощью компьютерного моделирования моделировались эффекты текущего применения как в экстра-, так и в интракраниальных модальностях. Моделирование всегда будет ограничено ошибками интерпретации данных МРТ во время сегментации, различиями между предполагаемыми и фактическими значениями электропроводности и несоответствиями между фактическим и предполагаемым расположением и размером электродов. Таким образом, крайне необходимы лучшие методы для понимания и проверки текущего распределения потоков.

В этом исследовании недавно был разработан метод фазовой визуализации на основе МРТ для более прямого измерения плотности тока in vivo. В отличие от более ранних методов измерения электрического тока, основанных на МРТ, этот метод работает без необходимости изменения положения субъекта. Эти методы будут проверены на предметно-ориентированных моделях с высоким разрешением, включающих множество тканевых компартментов, включая анизотропное белое вещество. Таким образом, новый метод прямого измерения против современных подходов к моделированию.