Рандомизированное, тройное слепое и параллельное контролируемое исследование транскраниальной стимуляции постоянным током для когнитивной реабилитации после инсульта

В этом исследовании представлен новый протокол транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) в сочетании с когнитивной стимуляцией для решения проблемы постинсультного гемипространственного пренебрежения. Первоначальные данные, полученные от пилотного пациента, подтверждают осуществимость процедуры и предполагают потенциальную эффективность, обеспечивая основу для будущего параллельного, тройного слепого, контролируемого клинического исследования.

Инсульт правого полушария часто приводит к гемипространственному пренебрежению, инвалидизирующему состоянию, которое может значительно затруднить процесс восстановления. Хроническое присутствие пренебрежения связано с худшими результатами как в когнитивной, так и в моторной сферах. В качестве дополнения к традиционным нейропсихологическим вмешательствам, транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) — неинвазивный метод, который модулирует возбудимость нейронов с помощью электрических токов низкой интенсивности — привлекла внимание благодаря своему потенциалу для повышения пластичности коры головного мозга и поддержки функционального улучшения у пациентов с этим заболеванием.

В этом исследовании мы предлагаем комбинированный протокол вмешательства, направленный на уменьшение симптомов постинсультного гемипространственного пренебрежения. Он состоит из катодального протокола tDCS в сочетании с компьютеризированной программой нейропсихологической реабилитации, специально разработанной для реабилитации гемипространственного пренебрежения.

Стратегия нейромодуляции заключается в уменьшении гиперактивации неповрежденного полушария на основе модели межполушарного соперничества. Вмешательство состоит из 2 недель по 10 сеансов (с понедельника по пятницу) по 45 минут каждый, в ходе которых одновременно применялись tDCS и традиционная когнитивная стимуляция. tDCS подается 8-канальным устройством высокой четкости tDCS (HD-tDCS) в течение 20 мин и с интенсивностью 2 мА. Катод располагается над левой задней теменной корой (P3 после системы 10/20 для размещения электродов электроэнцефалограммы [ЭЭГ]), а обратные электроды размещаются в точках C3, CP5, CP1, Pz, PO3, PO7 и P7. Нейропсихологическая и функциональная оценка проводилась на исходном уровне и после окончания вмешательства.

Основной целью настоящего исследования является описание протокола параллельного, рандомизированного, тройного слепого экспериментального дизайна. Для обеспечения осуществимости протокола и его потенциальной эффективности приводится всестороннее описание процедур, применяемых к одному участнику пилотного проекта.

Включение стратегий нейромодуляции tDCS в процессы когнитивной реабилитации может привести к сокращению времени вмешательства и улучшению функционального статуса и качества жизни пациентов.

Инсульт является наиболее распространенной в мире причиной инвалидности у взрослых и второй причиной смерти после ишемической болезни сердца¹. У большинства пациентов, переживших инсульт, развиваются очень разнородные клинические состояния и разная степень инвалидности. От 55% до 75% пациентов с инсультом имеют двигательные ограничения, которые сохраняются в течение 6 месяцев после травмы^. В дополнение к физическим последствиям, очень часто встречаются когнитивные изменения³. Эти дефициты негативно сказываются на выполнении повседневных жизненных норм, ограничивая функциональную самостоятельность и качество жизни пациентов и их родственников ^4,5. Гемипространственное пренебрежение является одним из наиболее распространенных нарушений внимания после инсульта, встречаясь примерно в 25–50% случаев ^6,7,8 и достигая 80% у лиц с инсультом правого полушария ^9,10.

Гемипространственное пренебрежение подразумевает трудности в оказании помощи контралатеральному полуполю в поврежденной области, являясь аллоцентрической невнимательностью (опускание объектов, расположенных в левой половине пространства) или эгоцентрической (пациент не обращает внимания на левые части своего тела). Функционально пренебрежение порождает серьезные трудности в самостоятельности пациента, как в основных (например, уход за собой, одежда, прием пищи и т. д.), так и в инструментальных видах повседневной жизни (например, управление деньгами, общественный транспорт или самостоятельная ходьба). Более того, наличие этого изменения было связано с более длительным временем госпитализации и реабилитации, более высоким риском падений, плохим моторным восстановлением и более низкой вероятностью возвращения домой после выписки из больницы^11,12.

Для лечения гемипространственного пренебрежения было реализовано несколько стратегий. В рамках традиционных подходов к реабилитации мы можем различать нисходящий и восходящий подходы. Основное различие между ними заключается в уровне активного участия и осознанности человека в выполнении задач. В рамках этих подходов наиболее широко используемыми процедурами на сегодняшний день являются обучение визуальному сканированию и призматическая адаптация,^{соответственно.} Другие методы реабилитации при гемипространственном пренебрежении с широким использованием центральной локализации, оптокинетической, калорийной и вестибулярной стимуляции, вибрации шеи и фармакологического лечения 13,14,15,16. Тем не менее, эти методы лечения имеют некоторые ограничения: продолжительность их результатов очень ограничена, и они имеют низкую применимость в острой или подострой фазах, поскольку тяжесть пациентов в этих фазах мешает их сотрудничеству в выполнении выполняемых действий^.

Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) является неинвазивным безопасным методом нейромодуляции, способным изменять активность коры головного мозга путем индуцирования слабого электрического тока в мозг, который изменяет активность коры головного мозга, и может быть использован в качестве дополнения к нейропсихологической реабилитации при гемипространственном пренебрежении. tDCS модулирует спонтанную активацию нейронов в ответ на входные сигналы из других областей мозга. Кроме того, tDCS вызывает пластические синаптические изменения, которые напоминают долгосрочную потенциацию (LTP) или долгосрочную депрессию (LTD) и даже длятся дольше продолжительности стимуляции^.

С помощью tDCS активность коры головного мозга может быть модулирована путем подачи электрического тока очень низкой интенсивности, который течет от анода к катоду. tDCS модулирует активность мозга, влияя на порог потенциала действия, увеличивая или уменьшая его, но не вызывая потенциалов действия¹⁸. В целом, анод индуцирует увеличение возбудимости области мозга, на которой он расположен, в то время как катод индуцирует корковое торможение. Этот метод не отличается высоким пространственным разрешением, но это ограничение было преодолено с появлением новых устройств tDCS, получивших название multisite или high definition (HD-tDCS). Эти устройства позволяют использовать различные конфигурации электродов, например, формировать катодное кольцо вокруг анода (или наоборот) для увеличения или уменьшения возбудимости коры головного мозга в определенной области мозга. Катодное кольцо действует аналогично обратным электродам, ограничивая зону стимуляции; Таким образом, достигается более фокусная стимуляция. tDCS доказала свою эффективность в качестве терапевтического подхода к восстановлению моторики после инсульта¹⁹, и существует некоторая научная литература с многообещающими результатами в реабилитации гемипространственного пренебрежения²⁰.

Наиболее распространенная гипотеза гемипространственного пренебрежения утверждает, что его можно объяснить на основе модели соперничества полушарий, предложенной Кинсборном в 1977 ^году. Согласно этому подходу, в базальном состоянии оба полушария постоянно взаимно тормозят друг друга; Гемипространственное пренебрежение вызвано дисбалансом между ними. После травмы поврежденное полушарие не способно эффективно подавлять активность сохраненного полушария. Это приводит к патологической гиперактивности здорового полушария из-за отсутствия торможения, оказываемого поврежденным, что еще больше снижает нервную активность пораженного полушария из-за повышенного торможения, оказываемого на него²³. Таким образом, дисфункция, лежащая в основе гемипространственного пренебрежения, обусловлена как гипоактивностью поврежденного полушария, так и гиперактивностью интактного полушария²⁴.

На основе этой модели в качестве теоретической основы предлагаются различные стратегии неинвазивной стимуляции мозга, направленные на улучшение симптомов гемипространственного пренебрежения. Эти стратегии направлены на снижение гиперактивности здорового полушария, увеличение активности поврежденного полушария или комбинацию того и другого^25,26.

Несколько исследований показали потенциал tDCS в уменьшении гемипространственной симптоматики пренебрежения путем применения как анодных 17,27,28,29, так и катодальных ^17,29 tDCS в поврежденном или неповрежденном полушарии, соответственно, или комбинации обоих 28,30,31,32. Несмотря на многообещающие результаты, необходимы дополнительные эмпирические данные, чтобы знать точные параметры tDCS для достижения оптимальных результатов, что важно для того, чтобы знать, является ли фокальная tDCS более эффективной, чем обычные монтажи tDCS. Насколько нам известно, все предыдущие исследования были разработаны с использованием традиционной tDCS, а настоящее исследование является первым, в котором HD-tDCS используется для реабилитации гемипространственного пренебрежения.

Вмешательства, основанные на неинвазивной стимуляции мозга, представляют собой очень многообещающий клинический подход, учитывая полученные на сегодняшний день результаты и ограниченные побочные эффекты согласно различным мета-анализам и обзорам ^{33,34,35,36,37}. Кроме того, tDCS является высокобезопасным, портативным и недорогим методом, поэтому его использование стало приоритетным в клинических и исследовательских условиях. Кроме того, простота сборки и портативность позволяют использовать устройство одновременно с выполнением любой другой деятельности, такой как физическая, когнитивная реабилитация или функциональная деятельность. Таким образом, более контролируемые, слепые, рандомизированные исследования с большими размерами выборки оправданы для валидации протоколов tDCS, которые усиливают эффекты традиционных подходов к вмешательству.

Этот проект был одобрен Комитетом по этике клинических исследований больницы 12 октября (No CEIm: 19/180) и зарегистрирован по адресу www.clinicaltrials.gov (ID: NCT04458974). Исследователи обязуются соблюдать все установленные действующие законодательные акты в отношении клинических исследований и защиты данных (Хельсинкская декларация WMA, 2004 г.; Регламент (ЕС) 2016/679 и органический закон 3/2018 о защите персональных данных; Закон 41/2002 об автономии пациента). В соответствии с Регламентом (ЕС) 2016/679 о защите персональных данных, любые данные, полученные от участников, будут обрабатываться с соблюдением строгой конфиденциальности. Протокол tDCS соответствует международным рекомендациям по безопасности для tDCS³⁸.

ПРИМЕЧАНИЕ: Основной целью настоящего исследования является описание протокола вмешательства tDCS для параллельного, рандомизированного, тройного слепого клинического исследования. Для достижения этой цели приводится всестороннее описание процедур, а в данной статье приводятся результаты применения пилотного участника. Протокол вмешательства состоит из программы из 10 сеансов, сочетающей катодальную tDCS (20 мин, 2 мА) с компьютеризированной программой нейропсихологической реабилитации, предназначенной для улучшения гемипространственного пренебрежения. Нейропсихологическая и функциональная оценка проводится на исходном уровне и после окончания вмешательства. На рисунке 1 показана временная шкала протокола. На рисунке показана исходная оценка, подробное описание вмешательства и оценка исследования после вмешательства. Участие пациента было добровольным после того, как он был проинформирован о цели исследования и подписал письменную форму информированного согласия. Участник может отказаться от участия в исследовании в любое время. Участник данного исследования соответствует всем критериям включения и исключения, изложенным в таблице 1.

Рисунок 1: Временная шкала протокола. Описаны все этапы исследования: исходная оценка, подробное описание вмешательства и оценка после вмешательства. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

1. Критерии включения и исключения

1. Убедитесь, что пилотный участник данного исследования соответствует следующим критериям включения и исключения (Таблица 1).

Таблица 1: Критерии включения и исключения. Пилотный участник данного исследования соответствует всем критериям включения и исключения, описанным в данной таблице.

2. Материалы

ПРИМЕЧАНИЕ: Все материалы, использованные на всех этапах исследования, скрупулезно описаны.

1. Комплект устройств tDCS
   1. Для применения tDCS используйте 8-канальное устройство HD-tDCS и рекомендованные для него электроды (см. рис. 2). Чтобы облегчить сборку, поместите пластиковую основу в нужное место на неопреновом колпачке (следуя системе 10/20 ЭЭГ). После установки нанесите проводящий гель и соберите электрод.
2. Компьютеризированная платформа нейрореабилитации
   Примечание: Для проведения когнитивной стимуляции используется онлайн-компьютеризированная платформа нейрореабилитации (см. Рисунок 3). Платформа позволяет разрабатывать и применять каждый сеанс программы вмешательства, адаптируя сложность задач индивидуально.
   1. Создайте нового пользователя для каждого пациента, нажав на кнопку «Управление пользователями» и добавив нового пользователя. Назовите с помощью кода исследования, чтобы персонализировать когнитивную программу индивидуально.
   2. Чтобы разработать задачи, перейдите в рабочую область/сеансы/цифровые сеансы и нажмите на дату, в которую будет проходить сеанс.
   3. Вставьте название сеанса, например, сеанс 1. Выберите значок и цвет для этого сеанса и нажмите кнопку « Создать ».
   4. Нажмите на мероприятия, которые нужно включить в программу.
   5. Убедитесь, что задачи для каждого сеанса отображаются в левой части экрана.
   6. В каждом из них запрограммируйте следующие параметры: Время (7 мин) и старт с последнего результата (только в сессиях 3-10 указывайте ДА).
   7. Укажите для сохранения.
   8. Повторите шаги 2.2.3-2.2.7 для разработки каждого из 10 сеансов программы когнитивной стимуляции.

Рисунок 2: Комплект устройства tDCS. (1) Неопреновый колпачок, (2) Устройство tDCS, (3) Электроды, (4) Кабели, (5) Ушной зажим, (6) Проводящий гель; (7) Шприц для введения проводящего геля под электроды. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 3: Планирование сеансов на платформе нейрореабилитации. При нажатии на каждый сеанс отображаются задачи, включая продолжительность каждой задачи и общую продолжительность сеанса. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

3. Описание протокола оценки: Нейропсихологическая и функциональная оценка перед вмешательством:

ПРИМЕЧАНИЕ: После того, как участник подписал информированное согласие, проводится нейропсихологическая и функциональная оценка. Оценка проводится в пятницу перед началом программы стимуляции и длится 50 минут. Во время этого сеанса оцениваются общие когнитивные способности, а также проводятся нейропсихологические тесты, ориентированные на оценку процессов внимания и гемипространственного пренебрежения, а также функциональные шкалы. На информационной сессии перед первой оценкой участнику предоставляется вся необходимая информация о цели исследования, процедуре, продолжительности сеанса и потенциальных побочных эффектах. Подписанное согласие должно быть получено до того, как мы приступим к оценке и вмешательству. Участник также информируется о возможности отказаться от участия в исследовании в любое время.

1. Проведение мини-обследования психического состояния (MMSE) (5 мин)
   ПРИМЕЧАНИЕ: Простая структурированная шкала. Он набирает максимум 30 баллов и сгруппирован в 5 разделов, которые оценивают ориентацию, непосредственную память, внимание и счет, отложенную память, речь и конструкцию. Баллы варьируются от 0 до 30 баллов, с пороговым значением 24; Баллы ниже 24 указывают на когнитивные нарушения.
   1. Объясните участнику суть теста и попросите его следовать инструкциям к тесту. Чтобы продолжить, убедитесь, что общий балл составляет ≥24 балла.
2. Проведение теста на бисекцию линии (5 мин)
   ПРИМЕЧАНИЕ: Восемнадцать строк представлены на листе формата А4, организованном в 3 набора по 6 строк: один набор расположен в основном слева от листа, один в центре листа и один в основном справа от листа. Пациентов просят отметить центральные точки каждой линии. Отклонение отметки пациента от истинного центра линии измеряется для каждой линии и усредняется по 18 линиям.
   1. Поставьте задачу по центру перед участником, указав на листе правую и левую стороны участника. Объясните участнику суть теста и попросите его следовать инструкциям к тесту.
3. Проведение тестов колокольчиков (5 мин)
   ПРИМЕЧАНИЕ: Инструмент, предназначенный для оценки горизонтального визуального сканирования в присутствии дистракторов. Задача заключалась в том, чтобы идентифицировать колоколообразные фигуры, расположенные полуслучайным образом. Они были выставлены в семи вертикальных столбцах, каждая из которых содержала пять колоколов. Что касается их размещения на листе, то слева появились три колонки, в центре – одна, а справа – три.
   1. Поставьте задачу по центру перед участником, указав на листе правую и левую стороны участника. Объясните участнику суть теста и попросите его следовать инструкциям к тесту.
4. Рисование субтестов от Барселонской тестовой администрации (5 минут)
   ПРИМЕЧАНИЕ: Он состоит из копии 6 фигур: круга, квадрата, треугольника, креста, куба и домика. Время выполнения контролируется. Каждый рисунок оценивается следующим образом: 3 балла за идеальное воспроизведение, 2 балла за дискретное изменение, 1 балл за умеренное изменение, 0 баллов за серьезное изменение. Максимальный балл — 18. Он вознаграждается 3, 2 или 1 баллом, в зависимости от времени, затраченного на выполнение.
   1. Поместите задачу по центру перед участником, указывая на появляющиеся картинки. Объясните участнику суть теста и попросите его следовать инструкциям к тесту.
5. Отмена субтестов от экзаменационной администрации Барселоны (5 минут)
   1. Поставьте задачу по центру перед участником, указав на листе правую и левую стороны участника. Объясните участнику суть теста и попросите его следовать инструкциям к тесту.
6. Интервал цифр вперед и назад (5 мин).
   1. Объясните участнику суть теста и попросите его следовать инструкциям к тесту.
   2. Сначала управляйте задачей с прямыми цифрами. Во-вторых, затем выполните задачу с обратными цифрами.
7. Введение краткого теста внимания (ВТА) (5 мин)
   1. Устно проведите первую часть задания (посчитайте числа, которые появляются в последовательности). Сразу после этого примените вторую часть теста (посчитайте буквы, которые появляются в последовательности)
   2. Нельзя допускать использования купюр или пересчета по пальцам.
8. Проведение теста на лицо (5 мин)
   1. Предъявите лист для проверки лица. Объясните участнику суть теста и попросите его следовать инструкциям к тесту.
   2. Активируйте секундомер и завершите задачу через 3 минуты. Подсчитайте количество правильно отмеченных стимулов.
9. Проведение теста на безмоторное визуальное восприятие (MVPT-4) (15 мин)
   ПРИМЕЧАНИЕ: Тест из 36 элементов с несколькими вариантами ответов оценивает 5 подизмерений зрительно-пространственного пренебрежения: визуальное различие, различие между фигурой и дном, пространственные отношения, визуальная замкнутость и зрительная память. Различные параметры используются для количественной оценки поведения левого ответа (поведение левого/правого ответа, общий балл, левый/правый результат и время обработки визуального восприятия). Баллы за левосторонние ответы варьируются от 0 до 21, при этом более низкие значения указывают на более серьезное зрительно-пространственное пренебрежение.
   1. Положите тетрадь с домашним заданием перед пациентом. Объясните участнику суть теста и попросите его следовать инструкциям к тесту.
10. Функциональные весы
    ПРИМЕЧАНИЕ: Проведите интервью с пациентом и членом его семьи/лицом, осуществляющим уход, чтобы узнать функциональное состояние пациента и влияние пренебрежения на повседневную деятельность.
    1. Наделите члена семьи или основного опекуна по шкале индекса Бартеля (5 мин) и запишите ответы на листе ответов.
       Примечание: Индекс Бартеля измеряет способность человека выполнять десять основных видов деятельности повседневной жизни, получая количественную оценку степени его самостоятельности.
    2. Введите шкалу Кэтрин Бергего (CBS) (5 минут) члену семьи или основному лицу, осуществляющему уход, и запишите ответы на листе ответов.
       ПРИМЕЧАНИЕ: Этот опросник основан на непосредственном наблюдении за действиями пациента в 10 клинически смоделированных реальных жизненных ситуациях, включая такие задачи, как уход за собой, одевание и использование инвалидной коляски. Оценка пациента сравнивается с оценкой члена семьи / основного лица, осуществляющего уход. Этот опросник дает оценку от 0 до 30, где более высокие баллы отражают большую тяжесть зрительно-пространственного пренебрежения. .

4. Описание протокола вмешательства

1. Конфигурация устройства вмешательства
   ПРИМЕЧАНИЕ: Задайте параметры стимуляции HD-tDCS в программном обеспечении. За несколько дней до начала вмешательства устройство должно быть запрограммировано на параметры, которые будут применяться во время вмешательства, т.е. продолжительность, интенсивность, полярность, состояние (активное или фиктивное), монтаж, тип электродов, место стимуляции, положение возвращаемых электродов и процент электрического возврата к каждому из них (см. пункт 5). Убедитесь, что заряда батареи на устройстве достаточно для завершения всего сеанса.
   1. Откройте программу, выберите «Редактор протоколов», а затем добавьте новый протокол.
   2. Введите название протокола. Установите продолжительность пандуса: Шаги: (слева).
   3. Подтвердите рампу и общее время стимуляции. Укажите Наращивание: 30 и Уменьшение: 30.
   4. В разделе «Общая продолжительность стимуляции» укажите 20 мин. Установите настройки стимуляции и электрода: Дизайн (справа).
   5. Установите полярность стимуляции в катодальную. Настройте каждый электрод независимо. Начните с активного электрода, P3.
   6. Выберите электрод P3 и перетащите его в поле справа. Выберите стимуляционный и катодальный. Выберите 2000 мкА.
   7. Выделите и перетащите влево, расположите остальные электроды один за другим. В этих случаях все они являются обратными электродами и выполняют одно и то же действие, указывая процент отдачи в каждом электроде.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Важно отметить, что сумма процента возврата должна составлять 100. В этом исследовании проценты возврата были CP1, PO3, PO7, P7, CP5, C3: 10% и PZ: 40% (см. Рисунок 4 и Рисунок 5). Этот монтаж предназначен для уменьшения патологической гиперактивации задней теменной коры в полушарии, контралатеральном к очагу поражения.
   8. Нажмите на кнопку «Готово» после завершения всех шагов.
2. Оценка пациента перед вмешательством
   1. Общая оценка состояния.
      1. До и после каждого сеанса tDCS оценивайте общее состояние, задавая следующие вопросы: Хорошо ли вы себя чувствуете? У вас болит голова? У вас болит шея? Вы употребляли алкоголь вчера или сегодня? Вы употребляли наркотики вчера или сегодня? Употребляли ли вы кофе, чай или шоколад в течение последних 5 часов? Хорошо ли вы спали прошлой ночью? Когда вы в последний раз ели за несколько часов?
   2. Оцените визуальные аналоговые шкалы (VAS) на усталость и настроение.
      1. Оцените уровень умственной усталости и настроения с помощью двух самостоятельно вводимых ВАШ. В ответ на эти вопросы попросите участника набрать от 1 до 10 баллов, указав на то, как они относятся к вопросам: «Насколько вы сейчас устали?», где 1 означает «совсем не устал?», «10» означает «очень усталый» и «Как ваше настроение сейчас?», где 1 означает «очень грустный», а 10 — «очень счастливый».
3. Монтаж tDCS высокой четкости
   1. Прежде чем приступить к сборке устройства tDCS, убедитесь, что все необходимые материалы доступны и что в устройстве tDCS достаточно батареи для проведения сеанса стимуляции.
4. Пластиковая нижняя часть размещения электрода
   1. Выберите в неопреновом колпачке следующие положения: поместите активный катодный электрод в точку P3; Поместите обратные электроды на C3, CP5, CP1, Pz, PO3, PO7 и P7 (см. Рисунок 5 и Рисунок 6).
   2. Поместите нижнюю часть электрода в каждую из выбранных областей колпачка. Наденьте шапочку на голову участника, регулируя Cz на основании ранее проведенных измерений.
5. Установка неопренового колпачка tDCS
   1. Усадите участника в удобное положение в кресло.
   2. Наденьте неопреновую шапочку (см. рисунок 6), выбрав размер, который лучше всего подходит к голове объекта. Избегайте выбора большой кепки, так как она должна плотно прилегать к голове. Отрегулируйте шапочку с оголовьем до тех пор, пока она плотно не прилегает к голове.
   3. Определите точку Cz и зоны стимуляции протокола.
   4. Измерьте расстояние между назионом и инионом, а также между преаурикулярными точками с помощью метра. Найдите точку Cz в середине обоих местоположений.
6. Установка электропроводящего геля
   1. Отделите волосы, расположенные под электродом, от места стимуляции. Обеспечить хороший контакт электрода с кожей; Используйте удлиненный предмет, который позволяет удалять волосы изнутри электродов без изменения положения колпачка, которые были предварительно измерены.
   2. Убедитесь, что кожа головы сухая, без какой-либо другой дополнительной подготовки. Снимите шпильки или другие металлические элементы (оголовье, заколки и т.д.).
   3. Никогда не очищайте кожу спиртом, так как это может привести к истиранию с tDCS.
   4. С помощью шприца с конечным пластиковым наконечником внесите достаточное количество электропроводящего геля в основание каждого электрода.
      ВНИМАНИЕ: Можно использовать только электропроводящий гель; Никогда не используйте воду или солевой раствор в электроде этого типа, так как это может привести к истиранию.
   5. Удалите как можно больше волос с помощью пластикового наконечника шприца.
7. Проверка импеданса
   ПРИМЕЧАНИЕ: Кнопка «Проверка импеданса » измеряет импеданс всех активных и обратных каналов перед стимуляцией. Его необходимо использовать перед началом любого протокола стимуляции. Уровни импеданса отображаются в виде полос с цветовой кодировкой под каждым значком канала стимуляции, где зеленым цветом обозначены допустимые значения. Программа стимуляции может начаться только после того, как все каналы загорятся зеленым цветом. Во время стимуляции импеданс контролируется каждую секунду, и если какой-либо электрод в любой момент превышает 20 кВт, протокол автоматически прерывается.
   1. Включите устройство. Откройте программное обеспечение устройства tDCS на компьютере.
   2. Выберите используемое соединение с устройством. Выберите опцию сканирования устройства.
   3. Выберите Проверить импеданс.
   4. Если все электроды отображаются зеленым цветом, нажмите кнопку «Воспроизведение », и программа стимуляции запустится.
   5. Если после завершения проверки импеданса какой-либо электрод стал красным, повторно нанесите гель на этот электрод, удалите все волосы и повторно проверьте импеданс, пока все электроды не станут зелеными.
8. Компьютеризированная платформа нейрореабилитации
   ПРИМЕЧАНИЕ: Заранее спланируйте 10 сеансов вмешательства на платформе нейрореабилитации и подготовьте платформу для этого (см. пункт 2.2). Каждое занятие состоит из четырех заданий, каждое из которых длится 7 минут. Задания, включенные в каждую сессию, показаны в таблице 2. При планировании каждой сессии необходимо выбрать среди параметров каждой задачи: продолжительность каждой задачи: 7 минут, общую продолжительность сессии (28 минут), язык, включить оценку пользователя после каждой активности, включить подтверждение окончания каждой активности в конце каждой задачи, а также отсутствие кнопки «Непрерывность» в каждой задаче, так как задачи должны выполняться последовательно одна за другой (рисунок 7).
   1. Получите доступ к компьютеризированной платформе нейрореабилитации.
   2. Откройте ранее запланированный сеанс (см. шаг 2.2) и нажмите кнопку «Старт». Проведите четыре различных стимулирующих упражнения по 7 минут каждое.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Сеанс когнитивной стимуляции имеет общую продолжительность 30 минут. По истечении общего времени моделирования (30 минут) занятия прекращаются. Когнитивная стимуляция продолжается еще в течение 5 минут после окончания стимуляции tDCS.
9. Программа стимуляции tDCS (20 мин)
   1. Активируйте начало стимуляции tDCS, нажав кнопку «Воспроизведение » в управляющем программном обеспечении tDCS через 4 минуты и 20 секунд после начала компьютеризированной нейрореабилитации.
   2. После 30 с подъема по рампе начинается активная стимуляция или имитация. Применяйте стимуляцию tDCS (20 мин) одновременно с компьютеризированной задачей нейрореабилитации. Через 20 мин. начинается спуск, который длится 30 с. По истечении этого времени стимуляция tDCS прекращается.
10. Оценка состояния пациента после вмешательства.
    1. Опросник о побочных эффектах.
       1. Примените адаптацию Опросника ощущений, связанных с транскраниальной электростимуляцией³⁹ (Таблица 3) с 9 вопросами о наличии различных симптомов, таких как головная боль, жжение на коже головы или зуд или покалывание под электродами.
       2. В каждом пункте оцените тяжесть симптома по шкале от 1 до 4 и его связь с tDCS по шкале от 1 до 5 (см. Таблицу 3).
    2. Визуальные аналоговые шкалы для измерения усталости и настроения
       1. Используйте ту же шкалу, что и перед сеансом стимуляции, для оценки усталости и настроения после вмешательства (см. шаг 4.2.2).

Рисунок 4: Репрезентативный монтаж HD-tDCS. Синим цветом показано расположение электродов в соответствии с международной системой 10-20 для размещения электродов. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 5: Вычислительная модель применяемой HD-tDCS. Распределение электрического тока фокусируется в центральном (активном) электроде (P3), ограничивая стимуляцию определенной областью обратными электродами (C3, CP5, CP1, Pz, PO3, PO7, P7). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 6: Неопреновый колпачок для стимуляции HD-tDCS. Колпачок имеет отверстия для размещения электродов в соответствии с классификацией 10/20 для ЭЭГ. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 7: Планирование задач. Параметры, которые необходимо выбрать при программировании каждой задачи в платформе компьютеризированной нейрореабилитации. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Таблица 2: Задачи, включенные в каждую из 10 сессий вмешательства. Все задания включены в платформу компьютеризированной нейрореабилитации.

Таблица 3: Опросник побочных эффектов tDCS. Приведен перечень побочных эффектов, которые могут появиться после применения стимуляции. Наличие или отсутствие каждого из этих эффектов фиксируется сразу после применения стимуляции. Адаптация опросника ощущений, связанных с транскраниальной электростимуляцией³⁹.

5. Удаление tDCS

1. После завершения программы стимуляции tDCS и компьютеризированных задач нейрореабилитации закройте программное обеспечение tDCS.
2. Отключите устройство tDCS.
3. Отсоедините кабель, соединяющий tDCS с электродами.
4. Снимите колпачок с головы пациента.
5. Снимите электроды с неопренового колпачка.
6. Очистите волосы пациента.
   1. Сняв неопреновый колпачок, удалите остатки геля с помощью бумаги/полотенца и промойте водой.
7. Очистите неопреновый колпачок и электрод tDCS.
   1. Промойте колпачок водой, чтобы удалить остатки геля после каждого сеанса, и дайте ему высохнуть.
   2. Промойте электроды водой, не трите их, и аккуратно вытрите сухой тканью. Никогда не используйте мыло, спирт или другие средства для чистки электродов.

6. Постинтервенционная нейропсихологическая и функциональная оценка

1. В понедельник, после завершения вмешательства, следуйте той же процедуре, что и при предварительной оценке, выполняя те же задания на оценку и анкеты (см. раздел 3).

Основной целью настоящего исследования является описание протокола вмешательства tDCS для параллельного, рандомизированного, тройного слепого клинического исследования. Для изучения целесообразности вмешательства протокол был применен к одному участнику; Результаты представлены в данной статье.

Мы применили полный протокол вмешательства к 57-летнему мужчине с высоким уровнем образования (по специальности «Журналистика»), который перенес инсульт в правой базальной ганглии за девять месяцев до этого и соответствовал всем критериям включения в исследование.

Результаты до и после вмешательства (см. Таблицу 4 и Рисунок 8) показаны для всех выполняемых задач. При оценке после вмешательства количественные изменения наблюдались в 6 из 13 измеряемых переменных, 4 из которых напрямую связаны с пренебрежением.

Таблица 4: Результаты оценок до и после вмешательства. Результаты нейропсихологической и функциональной оценки до и после вмешательства отображаются в прямых баллах. * Количественное улучшение производительности при оценке после вмешательства по сравнению с исходным уровнем. ** Значения, удаленные от оценки 0, указывают на более низкую производительность и большее пренебрежение.

Рисунок 8: Результаты оценки до и после вмешательства. Более высокие значения указывают на положительные изменения, за исключением теста на бисекцию линий, где улучшение представлено более низкими баллами. Результаты отображаются в виде прямых оценок. * Количественное улучшение производительности при оценке после вмешательства по сравнению с исходным уровнем. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Было рассчитано процентное улучшение между оценкой до и после лечения. Клиническое улучшение наблюдалось в специфических тестах гемипространственного пренебрежения: тест Колокольчика, тест отмены, бисекция линии, тест на визуальное моторное восприятие и шкала индекса Бартеля. С другой стороны, негативные изменения наблюдались и в других задачах на внимание (пальцевый тест, краткий тест внимания, фейс-тест). Наконец, никаких изменений не произошло ни в MMSE, ни в копиях чертежей, ни в функциональной шкале Катрин Бергего (CBS) (см. рисунок 9).

Рисунок 9: Процентное изменение между исходной оценкой и оценкой после вмешательства. Результаты отображаются в процентах. Положительные баллы указывают на положительные изменения, за исключением теста на бисекцию линий, где улучшение представлено отрицательными баллами. * Процент положительного улучшения при сравнении оценок до и после вмешательства. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Процедуры исследования проводились в просторных помещениях, оборудованных для правильного проведения сеансов оценки и вмешательства и соблюдения мер безопасности и гигиены.

Что касается пациента, то он не проявил усталости ни на одном из сеансов до и после обследования, поэтому ни на одном из них не было необходимости отдыхать. Терапия была оценена пациентом как развлекательная и стимулирующая, что улучшило приверженность к лечению и активное сотрудничество на протяжении всей процедуры. Поэтому считается, что протокол будет иметь высокую экономическую целесообразность, и мы продолжим изучение в соответствии с установленной процедурой.

Что касается дискомфорта и побочных эффектов, то у участника не наблюдалось каких-либо умеренных или тяжелых побочных эффектов, связанных с применением tDCS.

Гемипространственное пренебрежение является частым когнитивным последствием инсульта, и когда оно сохраняется, оно имеет тенденцию негативно влиять на эффективность процесса реабилитации. Эффективность и результативность доступных терапевтических подходов может быть повышена за счет включения методов неинвазивной стимуляции мозга в нейрореабилитацию с целью достижения синергетического эффекта ^40,41. Таким образом, с помощью tDCS мы можем повысить эффективность традиционного вмешательства, достигая более быстрого восстановления, более короткого времени реабилитации и лучших функциональных результатов в реабилитации пациента с инсультом по сравнению с традиционным вмешательством изолированно. Исследования потенциала tDCS при неврологических и психических расстройствах за последнее десятилетие выросли в геометрической прогрессии: 42,43,44,45,46,47,48,49.

Кроме того, стоимость tDCS доступна, а устройство портативно, что делает его высокомасштабируемым, что позволяет применять его как в амбулаторных клиниках, так и в больничных условиях, с необходимой профессиональной^{подготовкой50}.

Мы обнаружили улучшение после лечения в четырех из тринадцати проведенных тестов (тест Белла, тест отмены, бисекция линии, тест на визуальное моторное восприятие). Тесты, в которых мы наблюдали эти положительные изменения, связаны с производительностью, связанной с полупространственным пренебрежением. С другой стороны, стабилизация наблюдалась при выполнении некоторых тестов, связанных с общими когнитивными способностями, процессами внимания и/или рабочей памятью (MMSE, рисунки, CBS). Снижение наблюдалось в выполнении некоторых других задач (BTA, Faces, прямые и обратные цифры).

Что касается функциональных шкал, то были получены данные об улучшении, о которых сообщал основной медицинский работник и которые оценивались по шкале индекса Бартеля. Также была проведена функциональная шкала CBS, которая напрямую связана с влиянием пренебрежения на повседневную жизнь, и в этом случае не было обнаружено никаких изменений, оставаясь стабильной по сравнению с предыдущей оценкой. В этом исследовании мы обнаружили преимущества комбинированного лечения для некоторых когнитивных областей, но не для других. Эти результаты согласуются с идеей о том, что лечение может быть более полезным для определенных областей внимания 51,52,53,54,55,56,57. Некоторые исследования показывают, как специфические протоколы tDCS вызывают длительные изменения возбудимости и активности коры головного мозга⁵⁸. Для того, чтобы иметь возможность анализировать сохранение изменений за пределами недели, было бы целесообразно провести новую оценку через более длительный период времени 53,54,55,56,57.

tDCS высокой четкости или высокого разрешения, используемая в данном исследовании, представляет собой технически усовершенствованную версию tDCS, которая позволяет увеличивать очаговую интенсивность стимуляции за счет использования кольца обратных электродов вокруг анода или катода для увеличения или уменьшения, соответственно, возбудимости коры головного мозга гораздо более фокальным^{образом.} Основываясь на этой высокой очаге и предыдущей переносимости и эффектах исследования HD-tDCS Borckardt et ^al.60, использование HD-tDCS в последние годы увеличилось.

Исследования по моделированию показывают, что эта конфигурация электродов генерирует самую высокую интенсивность электрического поля (EF) под целевым электродом, при этом поток тока мозга ограничен радиусом кольцевой установки 4 x 1 и, таким образом, большее электрическое поле на выбранной мишени по сравнению с обычным размещением электродов 60,61,62 . Обратные электроды способствуют изоляции целевой области, обеспечивая более целенаправленную стимуляцию мозга и производя более длительные эффекты по сравнению с обычным tDCS⁶³.

Кроме того, согласно некоторым исследованиям, HD-tDCS имеет более длительные эффекты. В последнее время клинические исследования уделяют внимание этому протоколу. Насколько нам известно, было проведено только шесть исследований с HD-tDCS при неврологических заболеваниях, три рандомизированных контролируемых испытания, два открытых отчета и одно описание клинического случая (см. обзор⁴⁹).

Несмотря на то, что нет полного консенсуса по поводу анатомических областей, связанных с гемипространственным пренебрежением, кажется, что существует некоторое согласие по некоторым конкретным областям. Задняя теменная кора, по-видимому, является ключевой областью изменения 64,65,66, а в пределах этой области угловая извилина 64,65,67,68,69, внутритеменная борозда 64,69,70, височно-теменное соединение ^69,71 и надмаргинальная извилина^65,72,73,74^.

Учитывая, что преимущество HD-tDCS по сравнению с обычной tDCS заключается в повышении точности в мишени стимуляции, и основываясь на знании точного места присутствия гемипространственного пренебрежения, мы можем ожидать получения больших преимуществ от фокальной стимуляции по сравнению с более общей или диффузной стимуляцией. Между тем, наиболее часто используемой конфигурацией в неврологических исследованиях является монтаж 4 x 1 75,76,77,78,79. В нашем исследовании мы использовали конфигурацию 7 x 1 с целью еще большего увеличения очага стимуляции, что стало первым исследованием, в котором этот монтаж использовался в клинической реабилитации пренебрежения. Таким образом, необходимо провести дальнейшие исследования в этом и других клинических условиях, чтобы определить превосходство или эффективность данного монтажа HD-tDCS по сравнению с другими вариантами HD-tDCS и обычными tDCS.

Что касается интенсивности, то в этом протоколе применяется 2 мА, как и в большинстве исследований с tDCS, независимо от того, какой монтаж или конфигурация используется. Было бы интересно сравнить один и тот же протокол с более низкой и более высокой интенсивностями в дальнейших исследованиях, чтобы выяснить эффект различных прикладных интенсивностей.

Некоторые полезные рекомендации по безопасности и устранению технических неполадок должны быть учтены в текущем протоколе. У каждого пациента, но особенно у пациентов с инсультом, необходимо тщательно оценивать вопросы безопасности. Несмотря на то, что tDCS у пациентов с инсультом безопасна и хорошо переносится⁸⁰, пациенты и их семьи иногда сомневаются в этом. Таким образом, понятная информация должна быть передана заранее и обсуждена с пациентом и его родственниками, чтобы они понимали процедуру и могли отказаться от протокола, когда захотят.

С другой стороны, в этом протоколе было рассмотрено и зарегистрировано точное местоположение поражения, поскольку мы готовы сравнить влияние протокола на гемипространственное пренебрежение после корковых поражений (например, правой средней мозговой артерии)⁶⁹ и после подкорковых поражений (например, базальных ганглий)⁸¹. В этом контексте крайне важно оценить эффективность методики в свете гетерогенности мест поражения. В частности, нам необходимо проанализировать различия в эффективности в отношении корковых и подкорковых поражений.

Что касается фазы инсульта, то при применении стимуляции (острой, подострой или хронической) важно знать, в какой момент вмешательство может быть наиболее полезным. В этом исследовании мы использовали в качестве критерия включения от 3 до 12 месяцев после травмы (подострая фаза). Тем не менее, предыдущий систематический обзор был сосредоточен на двигательных аспектах после инсульта, и результаты показали улучшение в хронических фазах, но не в острой фазе (в течение первых 3 дней от появления симптомов)⁸². Необходимы дальнейшие исследования для изучения преимуществ tDCS при постинсультных когнитивных изменениях и выявления факторов, которые предсказывают ее оптимальную эффективность на различных этапах восстановления.

Современные знания о HD-tDCS как терапевтическом подходе при неврологических заболеваниях подтверждают ее переносимость и клиническую эффективность. Кроме того, необходимы дальнейшие рандомизированные контролируемые исследования для выяснения оптимальных параметров при каждом заболевании и у каждого пациента, чтобы установить эффективность этой неинвазивной методики стимуляции мозга при неврологических расстройствах и за их пределами.

Авторам нечего раскрывать.

Мы благодарим компанию NeuronUp (www.neuronup.com) за поддержку и бескорыстное сотрудничество в этом проекте.