logo
نوروساینس

تحریک الکتریکی مغز(tES) در 15 سال اخیر رشد قابل توجهی را تجربه کرده است. یکی از روش های تحریک الکتریکی که بیشترین تاثیر را در این رشد داشته، تحریک با استفاده از جریان مستقیم می باشد. تلاش های پژوهشی قابل توجهی برای تعیین پتانسیل های بالینی این روش صورت پذیرفته و علی رغم نتایج امیدوارکننده در علوم اعصاب بالینی و پایه، عدم وجود نظارت بین المللی مشخص، مانع از پیشرفت بیشتر آن گردیده است. به همین منظور گروهی از محققین و درمانگران متخصص در این حوزه به مرور و بررسی کاربردهای این روش در حوزه پژوهش و درمان پرداختند. این مقاله مروری نگاهی داشته است به وضعیتtDCS در کشورهای استرالیا، برزیل، فرانسه، آلمان، هند، ایران، ایتالیا، پرتغال، کره جنوبی، تایوان و آمریکا و نتیجه را بر اساس استفاده تحقیقاتی و درمانoff-lable خلاصه نموده است.
ضروری است که یک تلاش جهانی و یا منطقه ای برای دنبال کردن شواهد قطعی به منظور تصویب، تنظیم و محدود کردن استفاده ازtDCS سازماندهی گردد.
 
tDCS یکی از روشهای غیرتهاجمی (یعنی چیزی وارد بدن نمی¬شود) تحریک مغز است که با استفاده از جریان الکتریکی ضعیف و پیوسته اثر خود را به جا می گذارد. این جریان الکتریکی پیوسته تحریک پذیری نرونی را در نواحی خاص مغز افزایش یا کاهش می دهد. این تغییر در تحریک پذیری نرونی به تغییر در عملکرد مغز منجر می شود و امروزه کاربرد گسترده ای در اختلالات نورولوژیکی و روانپزشکی پیدا کرده است. سابقه کاربرد این روش درمانی حدوداً به 100 سال قبل باز می گردد
در این روش درمانی دو الکترود با توجه به اختلال مورد نظر روی قسمتی از سر قرار می گیرند. یکی از الکترودها دارای بار مثبت و دیگری دارای بار منفی است. جریانی که شدت آن بین 2- 1 میلی آمپر متغیر است بین الکترودها برقرار شده و بخشی از آن از طریق جمجمه وارد مغز می¬شود. جریان الکتریکی وارد شده به مغز قادر است فعالیت سلولهای مغزی را تحت تاثیر قرار داده و از این طریق اثرات درمانی به جا بگذارد. تحریک پذیری ایجاد شده در مغز وابسته به شدت جریان، طول مدت تحریک و جهت جریان الکتریکی متغیر است. برای اهداف بالینی که نیازمند اثرات طولانی¬مدت است افزایش طول مدت تحریک یا افزایش قدرت تحریک حائز اهمیت است. از سوی دیگر، تکرار جلسات و افزایش تعداد جلساتtDCS باعث انباشتگی اثرات درمانی آن میشود.
 
tDCS به عنوان یک ابزار غیرتهاجمی و ابزاری برای تحریک انعطاف پذیری نورونی مغز، در اختلالهای روانپزشکی و نورولوژیکی که ناشی از نقص در تحریک پذیری قشری است مثل میگرن، سکته مغزی، افسردگی و غیره کاربرد دارد. tDCS همچنین نتایج درمانی در اختلالاتی مثل اسکیزوفرنی، بی اشتهایی و پرخوری، وزوز گوش، اختلال درد و ... داشته است. در واقع، tDCS بر انواعی از حوزه های حسی، حرکتی، شناختی و هیجانی اثر دارد. tDCS در بهبود سرعت پردازش مغزی، ظرفیت حافظه، توجه و کلیه عملکردهای شناختی موثر است. این روش علاوه بر استفاده در جمعیت بالینی قابلیت استفاده در افراد سالم را نیز دارد. بررسی روی افراد سالم نشان داده کهtDCS در بهبود عملکرد شناختی افراد در برخی از تکالیف همچون زبان، ریاضی، فراخنای توجه، حل مساله، حافظه و هماهنگی موثر بوده است. به دلیل استفاده از جریان الکتریکی ضعیف، tDCS قابلیت استفاده در کودکان را نیز دارد. طی سالهای اخیر، استفاده ازtDCS در اختلالات دوران کودکی همچون بیش فعالی/عدم تمرکز(ADHD)، اختلالات یادگیری(LD)، اختلال درخودماندگی(Autism)، تاخیر تکلم و عقب ماندگی ذهنی(Mental Retarded) روند گسترده¬ای داشته و امید تازه ای برای درمان این اختلالات به وجود آورده است. جذابیت، کاربرد آسان و کم خطر بودنtDCS در مقایسه با سایر روش های تحریک مغزی همچونTMS و در عین حال ایجاد اثرات درمانی مشابه باTMS، آن را به ابزاری توانمند در عرصه پژوهش و درمان تبدیل کرده است.
 
سیگنال‌ های عصبی از توالی‌ پالس‌ های الکتریکی تشکیل شده ‌اند که در میان کانال ‌های ارتباطی یا مدارهای عصبی حرکت می ‌کنند. اطلاعات هم در سرعت و هم در توزیع دقیق زمانی پالس‌ ها وجود دارند. استفاده از جریان الکتریکی ضعیف، تلاشی برای افزایش قدرت مغزی است. روانشناسان اعتقاد دارند اعمال جریان الکتریکی بر مغز انسان، برای درمان بیماری ‌های روانی مؤثر است. در تحریک مغز با استفاده از جریان الکتریکی ضعیف و پیوسته، تحریک پذیری نورونی را در نواحی خاص مغز افزایش یا کاهش می دهد. این تغییر در تحریک پذیری نورونی به تغییر در عملکرد مغز منجر می شود.
تحریک مغز از روی جمجمه با استفاده از جریان مستقیم الکتریکی به صورت خفیف روشtDCS نام دارد که مخفف عبارتtranscranial Direct Current Stimulationاست ویک روش تحریک غیرتهاجمی مغز به شمار می رود که می‌تواند با استفاده از یک جریان ضعیف الکتریکی(DC) بر جمجمه، تغییرات موقتی در تحریک‌پذیری مناطق قشری ایجاد کند. میزان الکتریسیته انتقالی یک تا دو میلی آمپر از یک باطری قلمی کوچک است که توسط دستگاه انجام می گیرد و محل نصب الکترودها روی سر فرد است. این روش از سال ۱۸۰۴میلادی آغاز و از سال ۱۹۹۰میلادی به این طرف یعنی حدود ۲۰سال گذشته پیشرفت چشمگیری در کنترل و درمان فعالیت‌های عصب شناختی انسانها داشته است. این روش در افراد سالم و بیمار کاربرد دارد و میتواند تأثیرات نسبتاً دراز مدتی داشته باشد. تاکنون برای این روش عارضه‌ای گزارش نشده است. در این روش درمانی دو الکترود با توجه به اختلال مورد نظر روی قسمتی از سر قرار می گیرند. یکی از الکترودها دارای بار مثبت و دیگری دارای بار منفی است. جریانی که شدت آن بین ۱تا ۲میلی آمپر متغیر است بین الکترودها برقرار شده و بخشی از آن از طریق جمجمه وارد مغز می شود. جریان الکتریکی وارد شده به مغز قادر است فعالیت سلول‌های مغزی را تحت تأثیر قرار دهد و از این طریق اثرات درمانی به جا بگذارد. تحریک پذیری ایجاد شده در مغز وابسته به شدت جریان، طول مدت تحریک و جهت جریان الکتریکی متغیر است. برای اهداف بالینی که نیازمند اثرات طولانی مدت است افزایش طول مدت تحریک یا افزایش قدرت تحریک حائز اهمیت است. از سوی دیگر، تکرار جلسات و افزایش تعداد جلساتtDCSباعث انباشتگی اثرات درمانی آن می شود. پژوهشگران دانشگاه کارولینای شمالی مدعی هستند که تحریک مغز با جریان ملایم الکتریکی می‌‌تواند خلاقیت را تا ۸درصد افزایش دهد. این پژوهشگران نظریه خود را با استفاده از یک جریان ۱۰هرتزی روی مغز ۲۰داوطلب برای تحریک نوسانات طبیعی موج آلفای مغز آزمایش کردند. این نوسانات علاوه بر داشتن خلاقیت یا کمبود آن، با افسردگی نیز مرتبط هستند. نوسانات آلفا در طیف فرکانسی ۸و ۱۲مگاهرتز (چرخه بر ثانیه) روی می ‌دهد. این نوسانات در سال ۱۹۲۹توسط «هانس برگر» کشف شد که «الکتروانسفالوگرام» را اختراع کرده است. نوسانات آلفا به طور برجسته ‌تر زمانی رخ می ‌دهند که انسان چشم خود را بسته و محرک ‌های حسی را می ‌بندد. در زمان فعالیت این نوسانات، ورودی‌‌های حسی ممکن است در زمان رؤیاپردازی، مدیتیشن یا تفکر در مورد ایده ‌ها غیرفعال باشد. با فعال شدن حس‌ ها، نوسانات آلفا از بین می‌ روند. سایر نوسانات در فرکانس‌های بالاتر مانند نوسانات گاما غلبه می ‌کنند. دانشمندان با علم به این قضیه، نوسانات آلفا را با خلاقیت مرتبط کردند. آنها بر این تصور بودند که با ارتقای الگوهای ریتمیک نوسانات آلفا، می‌توان خلاقیت را بهبود بخشید. برای این پژوهش ها، دانشمندان روی ۲۰فرد بالغ سالم آزمایش انجام داده و الکترودهایی را در هر سمت پوست پیشانی و یک الکترود را در پشت سر قرار دادند. با این روش، تحریک ۱۰هرتزی نوسان آلفا از هر سمت مغز به طور هماهنگ انجام می‌ شد. هر داوطلب تحت دو جلسه درمان قرار گرفتند و دانشمندان در جلسه اول، از تحریک ۱۰هرتزی برای پنج دقیقه روی مغز هر فرد استفاده کردند. داوطلبان در آغاز این پنج دقیقه احساس خارش داشتند. برای ۲۵دقیقه بعدی، هر داوطلب آزمایش تفکر خلاق تورنس را انجام داد. در یک آزمایش، به هر داوطلب بخش کوچکی از یک تصویر نشان داده شد تا آن را تکمیل کرده و عنوانی را برای آن انتخاب کنند. در جلسه دیگر، همین پروتکل روی هر داوطلب اجرا شد، با این تفاوت که تحریک ۱۰هرتزی برای ۳۰دقیقه روی مغز این افراد در زمان آزمایش تورنس انجام شد. پژوهشگران با مقایسه نتایج هر جلسه دریافتند که داوطلبان به طور میانگین ۷٫۴درصد نمره بالاتری نسبت به جلسه اول به دست آورده بودند. استفاده از جریان الکتریکی ضعیف، تلاشی برای افزایش قدرت مغزی است؛ اما مطالعه دانشمندان دانشگاه کارولینای شمالی نشان داده معمول‌ ترین شکل تحریک الکتریکی مغز اثر مضر قابل ‌توجهی روی بهره هوشی می‌‌گذارد. نتایج جدید برای پژوهشگرانی که از «تحریک جریان مستقیم درون ‌جمجمه‌ای» (tDCS) برای افزایش ‌دادن عملکرد مغز استفاده می ‌کنند تا بعدها از آن برای درمان نقص شناختی در بیماری ‌های روانشناختی بهره ببرند، خبر بدی است. دانشمندان مطالعه خود را روی ۴۰فرد بزرگسال سالم انجام دادند که هر یک از آنها آزمون هوش استانداردWAIS-IVرا از سر گذراندند؛ این آزمون، معمول ‌ترین نوع آزمون بهره هوشی است و شامل درک کلامی، حسی، حافظه کاری و سرعت پردازش است. یک هفته بعد، شرکت‌‌کنندگان را به دو گروه تقسیم کردند و الکترودهایی را در هر طرف جمجمه و روی «غشای فرونتال مغز» قرار دادند. گروهی از سوژه ‌ها، تحریک الکتریکی ساختگی کوتاهی را دریافت کردند که این موضوع موجب شد شرکت کنندگان تصور کنند تحریکtDCSکاملی را دریافت کرده ‌اند. شرکت‌کنندگان دیگرtDCS استاندارد را به مدت ۲۰دقیقه دریافت کردند؛tDCSجریان الکتریکی ضعیفی با قدرت دو میکروآمپر است. تمامی شرکت ‌کنندگان آزمون ‌های بهره هوشی را بار دیگر از سر گذراندند. دانشمندان انتظار داشتند تمامی نمره ‌های بهره‌ هوشی افزایش یابد اماtDCSنمره هوشی شرکت ‌کنندگان را به طور قابل‌توجهی افزایش نداده‌ بود. تمامی نمره‌ ها ارتقا یافته‌ بودند اما پژوهشگران با کمال تعجب دریافتند شرکت‌ کنندگانی کهtDCSرا دریافت نکرده‌ بودند، بهره هوشی ‌شان تا ۱۰نمره افزایش یافت. این در حالی بود که شرکت ‌کنندگانی کهtDCSرا دریافت کرده‌ بودند، به طور متوسط بهره هوشی ‌شان تا شش نمره افزایش یافت. دانشمندان همچنین متوجه شدند نمرات سه از چهار نوع آزمون شناختی این دو گروه شرکت‌کنندگان بسیار شبیه بود اما نمره حسی در میان افرادی کهtDCS را از سرگذرانده بودند، تا حد زیادی پایین‌تر بود. این نتایج انجام تحقیقات بیشتر روی این موضوع را نشان می ‌دهد که تحریک الکتریکی چگونه با فعالیت مغزی تعامل برقرار می‌کند. جزئیات این مطالعه در مجلهBehavioural Brain Researchارائه شده است. فرآیند درمانی موسوم به «تحریک مغز»، پیش ‌تر در نواحی از دنیا برای درمان شرایط عصبی مانند رعشه یا دیستونیا به کار رفته بود؛ از نشانه های این شرایط می‌توان به انقباض عضلات و اسپاسم اشاره کرد. با این وجود دانشمندان دانشگاه فن آوری «نیانگ» در سنگاپور با ارسال تکانه‌ های الکتریکی به نواحی خاصی از مغز و افزایش رشد سلول‌ های مغزی، شیوه‌ ای جدید را برای درمان زوال عقل ارائه داده ‌اند. آنها دریافته‌اند می‌ توان از تحریک عمیق مغز برای افزایش رشد سلول ‌های مغزی استفاده کرد که این موضوع، اثرات مضر زوال عقل را تسکین داده و حافظه بلند مدت و کوتاه ‌مدت را ارتقا می‌بخشد. این پژوهش نشان داده است که می ‌توان با تحریک ‌کردن بخش جلویی مغز که در حفظ حافظه دخالت دارد و با استفاده از مقادیر ریز الکتریسیته، سلول ‌های جدید مغزی یا نورون ‌ها را شکل داد. افزایش سلول ‌های مغزی، اضطراب و افسردگی را کاهش می‌‌دهد، یادگیری را ارتقا داده و شکل‌‌گیری حافظه و حفظ آن را تقویت می ‌کند. یافته‌های این پژوهش فرصت ‌های جدیدی جهت ارائه راهکارهای درمانی نوین برای بیمارانی ارائه می ‌دهد که به دلیل شرایط مرتبط با زوال عقل مانند آلزایمر و حتی پارکینسون، از کاهش حافظه رنج می ‌برند. از دست ‌رفتن حافظه در افراد مسن، نه فقط مشکلی شایع و جدی است، بلکه نشان‌ دهنده نشانه های کلیدی زوال عقل است. جزئیات این مطالعه در مجلهeLife ارائه شده است.
 

 مشاهده تصویر میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط تحریک الکتریکی مستقیم مغزtDCS در داخل بدن با استفاده ازMRI

: تاکنون دانشمندان قادر نبودند اتفاقاتی که در اثر تحریک الکتریکی در مغز رخ می دهد را درک کنند. Danny JJ Wang پروفسور نورولوژی انستیتو تصویربرداری مغزی و انفورماتیک استیونز دانشگاه کالیفرنیا و تیم وی اولین روشی را که به موجب آن میدان مغناطیسی ایجاد شده توسطtDCS قابل مشاهده است با استفاده ازMRI طراحی و آزمایش نمودند. محققان در ابتدا الگوریتم خود را با استفاده از جریان الکتریکی و میدان مغناطیسی شناخته شده بر رو ماهیچه ساق پای انسان امتحان کردند و سپس بر روی جمجمه 12 نفر آزمایش را انجام دادند. آنها امیدوارند با استفاده از این آزمایش درک عمیق تری از مکانیسم و فناوری این روش به دست آمده و استفاده علمی از آن توسعه یابد.
نتایج این تحقیق در مجلهScientific Reports به چاپ رسیده است.

: پیش از این نشان داده شده بود که تحریک آندال قشر پیش‌پیشانی حافظه کاری را بهبود می‌بخشد. از آنجایی که افراد دارای اختلالADHD علاوه بر فعالیت قشر پیش‌پیشانی پائین، دارای حافظه کاری مختلی نیز هستند که با علائم بالینی مطابقت دارد، در یک مطالعه تاثیر تحریک 1 میلی آمپرDLPFC چپ بر روی نوجوانان دارای این اختلال بررسی شد. آزمون‌های استاندارد و علائم بالینی نشان از برتری گروهی که تحریک واقعی دریافت کرده بودند در مقابل گروه تحریک ساختگیsham داشت. این تاثیر حتی پس از 7 روز از پایان جلسات نیز باقی مانده بود که بر اثرات بلندمدت تغییرات بالینی و نوروفیزولوژیکیtDCS تاکید می‌کند.
 




پیش بینی اوتیسم از طریق نمایش ساختار مغز هنگام تفکرات اجتماعی

محققان روش خواندن مغز را با استفاده از بازنمایی عصبی افکار اجتماعی برای پیش بینی تشخیص اوتیسم با دقت 97 درصد ایجادکرده اند. این اولین ابزار تشخیصی بیولوژیکی است که افکار شخص را اندازه گیری می کند و برای تشخیص اختلال در بسیاری از کودکان و بزرگسالان در سراسر جهان موثر است. پلاس وان در یک مطالعه ترکیبی ازFMRI و تکنیک های یادگیری ماشینی برای اولین بار در کارنگی ملون، با استفاده از الگوهای فعالیت مغز، محتویات افکار یک شخص را از اشیا یا احساسات اسکن و رمز گشایی کرد. کار قبلی نشان داده بود که افکار و احساسات خاص این افراد شبیه افراد سالم است و اختلالات مغزی ممکن است تغییرات مشخصی را در الگوهای فعالیت افکار نشان دهد. پروفسور روان شناسی دانشگاه هب می گوید: « ما با استفاده از الگوهای فعالیت مغز دریافتیم هرگاه افراد در مورد مفاهیم اجتماعی فکر می کنند می توانیم بگوییم این افراد اوتیسم هستند یا خیر.
این یک چشم انداز کاملاً جدید برای شناخت بیماری ها و اختلالات روانی، پیش روی ما قرار می دهد. ما نشان دادیم نه تنها مغز افراد مبتلا به اوتیسم ممکن است متفاوت باشد بلکه فعال سازی آن ها نیز متفاوت است و راه افکار اجتماعی نیز متفاوت است. ما یک نشان گر فکری بیولوژیکی را برای اوتیسم کشف کرده ایم. برای این تحقیق مغز 17 نفر از افراد بزرگسال مبتلا به اوتیسم با عملکرد بالا و 17 شرکت کننده گروه کنترل مورد بررسی قرار گرفتند. از شرکت کنندگان خواسته شد به حدود 16 مورد از تعاملات اجتماعی مختلف مانند متقاعد کردن، عشق ورزیدن و بغل کردن فکر کنند.
نتایج تصاویر مغز نشان داد که افکار شرکت کنندگان گروه کنترل از تعامل اجتماعی به وضوح شامل فعال سازی است که نشان می دهد یک نماینده از «خود آشکار» در مناطق خط وسط خلفی مغز وجود دارد. با این حال فعال سازی مربوط به خود در گروه اوتیسم وجود ندارد.
www.iranautism.ir
 

دکتر زهرا موسوی دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی شریف، استاد مهندسی پزشکی دانشگاه منیتوبا کانادا
آلزایمر به مانند یک دزد تمام خاطرات دقیقی که فرد با آن هویت می‌یابد را از میان می‌برد. افرادی که به آن مبتلا می‌شوند حتی به یاد نمی‌آورند که چه چیزی را فراموش کرده‌اند؛ فقط احساس فراموشی و گم شدن در فضا و زمان رامی‌کنند. همه افراد در معرض ابتلا به آلزایمر هستند: هنرمندان، اساتید و معلمان، افراد باهوش و...

تحریک مغناطیسی مغزrTMS
یک روش غیرتهاجمی است و به صورت موفقیت آمیز برای درمان افسردگی استفاده می‌شود و برای اختلالاتی نظیر پارکیسنون و سکته مغزی نیز در حال مطالعه است. یک کویل (سیم پیچ) الکترومغناطیس بر روی سر قرار می‌گیرد و با استفاده از پالس‌های مغناطیسی سلول‌های مغزی را وادار به فعالیت می‌کند. این روش هیچ عارضه جانبی جدی ندارد. برخی احساس سردرد خفیف می‌کنند که با یک قرص مسکن رفع می‌شود.

اولین مراجع ما یک خانم 82 ساله در یک مرحله نسبتا پیشرفته آلزایمر بود که از درمان نفرت داشت. هر زمان از اون می‌پرسیدم آیا فرزندی دارد یا نه پاسخ میداد "نه هنوز. من در ابتدای بیست سالگی هستم."
در روز هفتم درمان، در اواسط جلسه، از ما خواست که درمان را متوقف کنیم. همسرش تلاش کرد او را آرام و متقاعد به ادامه درمان کند و گفت: "نمیخواهی فرزندانمان را به یاد بیاوری؟" پاسخ او این بود: "البته که من سوزان، سم و دونا را به یاد می آورم. چرا به این درمان احمقانه نیاز دارم؟"

این لحظه ای بود که دوست داشتم در مادر خودم نیز می‌دیدم: که حتی برای چند لحظه خودش را به یاد بیاورد. وضعیت شناختی این مراجع بهبود معناداری نیافت اما آن لحظه کوتاه بازیابی حافظه مرا تشویق کرد که مطالعه را به خصوص در افرادی که در مراحل ابتدایی آلزایمر هستند ادامه دهم.

بازگشت