Количественная нейробиоуправление ЭЭГ как дополнительная терапия синдрома дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ)

Синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) — распространенное неврологическое расстройство у детей, в основном проявляющееся дефицитом внимания, чрезмерной гиперактивностью и импульсивностью. Это хроническое заболевание, от которого страдают миллионы детей и которое часто продолжается во взрослом возрасте. СДВГ включает в себя сочетание постоянных проблем, таких как трудности с концентрацией внимания, гиперактивность и импульсивное поведение. На основании Диагностического и статистического руководства по психическим расстройствам, четвертое издание (DSM-IV), Американская психиатрическая ассоциация разделила СДВГ на три подтипа: преимущественно невнимательный (СДВГ-I), преимущественно гиперактивно-импульсивный (СДВГ-HI) и сочетание обоих (СДВГ-С) (1) Уровень распространенности СДВГ во всем мире составляет примерно 5%, преимущественно у мальчиков, и более чем у половины пациентов симптомы сохраняются во взрослом возрасте (2). Большинство детей с СДВГ имеют моральные расстройства и трудности в обучении, и эти факторы серьезно влияют на их академические достижения, семейные и социальные отношения; таким образом, необходимо быстрое лечение. (3) Исторически сложилось так, что традиционная ЭЭГ мало что добавила к пониманию детских психических расстройств, за исключением исключения эпилепсии или объемных поражений. Однако появление компьютеризированных количественных методов вместе с новыми методами нейровизуализации, такими как локализация источников мозга, и доступность нормативных баз данных как нормальных субъектов, так и субъектов с определенными патологиями значительно расширили клиническое применение при нарушениях развития нервной системы. Кроме того, в последние годы становится все более и более очевидным, что группы пациентов с нервно-психическими расстройствами, которые соответствуют диагностическим критериям конкретных расстройств, основанным на симптомах (Диагностическое и статистическое руководство по психическим расстройствам, четвертое издание [DSM-IV] или Международная классификация болезней, 10-й пересмотр [МКБ-10]), по-разному реагируют на лечение, несмотря на относительно однородную клиническую картину. При клинической диагностике «лечение выбора» приводит к положительному ответу примерно в 60% случаев. (4) Этот низкий уровень ответа предполагает неоднородность внутри этих относительно однородных клинических популяций. В этом направлении все более распространенным становится термин персонализированная медицина, медицинская процедура, которая разделяет пациентов на разные группы на основе их электрофизиологических профилей и прогнозируемой реакции на количественную ЭЭГ. Это позволило изучать отдельных субъектов и адаптировать медицинскую помощь, принимая решения и методы лечения, адаптированные к каждому отдельному пациенту, а также улучшая знания о патофизиологических механизмах конкретных заболеваний.

В настоящее время лечение СДВГ обычно представляет собой фармакологическое вмешательство, такое как метилфенидат, атомоксетин…. и т.д. Однако исследования показали, что фармакологическое вмешательство имеет побочные эффекты на развитие нервной системы у детей, а долгосрочная эффективность неясна. В последние годы эффективность нейробиоуправления (НФ) как разновидности метода биологической обратной связи была доказана при многих заболеваниях, таких как легкие когнитивные нарушения, эпилепсия, аутизм, депрессия и тревога. Исходя из теории оперантных условных рефлексов Скиннера, NF позволяет людям активно контролировать и приспосабливаться в соответствии со своими собственными изменениями ЭЭГ для достижения определенного критерия и, наконец, достижения цели регулирования функции мозга. (5) Нейрообратная связь (также называемая нейротерапией или биологической обратной связью по электроэнцефалограмме [ЭЭГ]) представляет собой тип биологической обратной связи, который использует кондиционирование для обучения людей улучшению регуляции паттернов их мозговых волн путем предоставления им в реальном времени видео/аудиоинформации об электрических характеристиках их мозга. активность, измеренная с электродов скальпа. По сути, обусловливание основано на обратной связи, предоставляемой пациенту, которая зависит от паттерна ЭЭГ пациента.

Впервые качественно описанная Гансом Бергером в 1924 году как «мозговые волны» на ЭЭГ, считалось, что электрическая активность мозга отражает изменения в функциональном состоянии мозга во время бодрствования или сна или указывает на заболевания головного мозга, такие как эпилепсия. (6) ЭЭГ-активность, характеризуемая ритмической активностью, измеряемой в герцах (Гц, число волн в секунду), делится на конкретно названные частотные полосы, соответствующие функциональной активности и состоянию возбуждения: дельта-диапазон соответствует медленноволновому состояние сна (до 4 Гц), тета — состояние сонливости/невнимательности (4–8 Гц), альфа — состояние расслабленности/бодрствования/состояния бдительности (8–12 Гц) и бета — состояние активности/внимания (12–12 Гц). 30 Гц). Большая часть электрической активности мозга происходит в диапазоне от 1 до 20 Гц.

Внутри каждой полосы есть узнаваемые функционально значимые ритмы. Например, особый тип низкой бета-активности (12-15 Гц), наблюдаемый в сенсомоторной коре, называется сенсомоторным ритмом. Амплитуда сенсомоторного ритма выше, когда сенсомоторные области неактивны (например, во время неподвижных состояний), и уменьшается, когда эти области активируются (например, во время двигательных задач). Следовательно, амплитуда сенсомоторного ритма является мерой сенсомоторного торможения; то есть амплитуда выше, когда «тормоз включен», и ниже, когда «тормоз выключен». Математический подход к анализу данных ЭЭГ, называемый количественной электроэнцефалографией (кЭЭГ), можно использовать для построения визуальной карты типа и местоположения мозговых волн или ритмов. Другие более специфические волновые паттерны, такие как связанные с событиями потенциалы, также можно увидеть на ЭЭГ. Потенциалы, связанные с событием, представляют собой электрические представления, связанные с сенсорной и когнитивной обработкой, возникающей в ответ на стимул или событие. (7) Медленные корковые потенциалы (SCP) представляют собой особую группу связанных с событием потенциалов. Это медленные связанные с событием сдвиги постоянного тока ЭЭГ, которые соответствуют порогу возбуждения крупных ансамблей корковых клеток. (8,9) Сдвиги в положительном направлении указывают на повышение порога возбуждения и соответствующее торможение активации, тогда как сдвиги в отрицательном направлении, называемые условной отрицательной вариацией, отражают снижение порога возбуждения и представляют собой когнитивную подготовку и повышенная корковая активация сети. (8,10) Классическое обусловливание человеческой ЭЭГ было впервые продемонстрировано в середине 1930-х годов, когда исследователи обучали людей блокировать волну. (7,8) Оперантное обусловливание, при котором информация, полученная из ЭЭГ, используется в качестве мгновенной обратной связи с пациентом в режиме реального времени, впервые было использовано для изменения ЭЭГ человека в 1960-х годах (11,12,13). кондиционирование, наблюдается значительное увеличение клинического применения NF при нескольких нейропсихиатрических состояниях, включая СДВГ, LD, нарушения развития, улучшение когнитивных функций/памяти, эпилепсию, черепно-мозговую травму, инсульт, алкоголизм, злоупотребление психоактивными веществами, антисоциальную личность, аутизм, тревога, депрессия, бессонница и мигрени. (14) Также значительно увеличилось, особенно в 21 веке, количество опубликованных исследований и диссертаций.

Существует 7 типов НФ, Хаммонд (15) определяет их применение при различных расстройствах:

1. Традиционным и наиболее часто используемым является частотно-мощный NF, и это метод NF, обычно подразумеваемый под общим термином «нейроуправление». Этот метод обычно предполагает использование от 2 до 4 поверхностных электродов и иногда называется «поверхностной нейробиоуправлением». Разработанный в 1960-х годах для изменения амплитуды или скорости определенных мозговых волн в определенных участках мозга, он используется для лечения СДВГ, тревоги, бессонницы и ЛД.
2. Медленная корковая нейробиоуправление (SCP-NF) изменяет направление (положительное или отрицательное) медленных корковых потенциалов и используется для лечения эпилепсии, мигрени и СДВГ.
3. Низкоэнергетическая система нейробиоуправления (LENS), разработанная в 1992 году, представляет собой пассивный тип НФ, включающий доставку очень слабого электромагнитного сигнала для изменения мозговых волн пациента, когда пациент неподвижен и его глаза закрыты; он использовался для лечения черепно-мозговой травмы, фибромиалгии, гнева, синдрома беспокойных ног, СДВГ, тревоги, депрессии и бессонницы.
4. Гемоэнцефалографическая (ГЭГ) нейробиоуправление, разработанная в 1994 году, обеспечивает обратную связь о мозговом кровотоке для лечения мигрени.
5. Live Z-score Neurofeedback, разработанный в 1998 году, включает в себя непрерывное сравнение множества переменных электрической активности мозга (например, мощности, асимметрии, фазового отставания, когерентности) с нормативной базой данных для получения мгновенной обратной связи; его использовали для лечения бессонницы.
6. Электромагнитная томография низкого разрешения (LORETA) была разработана в 1994 году для лечения депрессии, зависимости и обсессивно-компульсивного расстройства. LORETA включает в себя использование 19 электродов, которые используются для контроля фазы, мощности и когерентности.
7. Самым последним типом НФ, разработанным в 2003 году, является НФ функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), которая позволяет пациентам регулировать активность своего мозга на основе обратной связи активности от глубоких подкорковых областей мозга.

НФ был предложен для лечения СДВГ, поскольку исследования показывают, что у многих пациентов с СДВГ больше мощности медленных волн (особенно тета, 3,5-8 Гц) и меньше мощности бета-волн (12-20 Гц), особенно в центральной и лобной областях. , а также снижение корковой негативности (т. е. отклонения в условной негативной вариации) во время когнитивной подготовки. Эти паттерны мозговых волн, вероятно, отражают возбуждение центральной нервной системы, связанное с основными симптомами СДВГ, такими как невнимательность, гиперактивность и импульсивность. Цель этого лечения состоит в том, чтобы обратить вспять эти функциональные характеристики аномальной физиологии ЦНС, противодействуя физиологическому недостаточному возбуждению, связанному с СДВГ.

NF преобразует сигналы, такие как ЭЭГ, в визуальную или слуховую информацию, а затем субъекты выборочно усиливают или подавляют определенные компоненты посредством обучения. Существует три общих протокола NF для СДВГ: тренировка тета/бета, тренировка сенсомоторного ритма (SMR) и тренировка медленных корковых потенциалов (SCP). (16) В этом исследовании используется протокол тета/бета НФ. В качестве многообещающего немедикаментозного альтернативного лечения СДВГ эффективность НФ была доказана во многих исследованиях. Майзель и др. провели шестимесячное последующее исследование, в котором сравнивали НФ и медикаментозное лечение у детей с СДВГ и обнаружили значительное улучшение успеваемости только в группе НФ (17). В одном исследовании сообщается, что НФ можно использовать не только в качестве терапии многих нейропсихиатрических расстройств, но также улучшать эмоции и познавательные способности здоровых людей (18). период фармакологического лечения и с минимальными побочными эффектами.