经颅磁刺激、经颅电刺激训练认知注意力地利弊与机制

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1、实用文档经颅磁刺激、经颅电刺激训练认知注意力的利弊与机制目前,无创性的经颅刺激技术由于其在脑部功能研究及治疗方面的有效性、无创性、易操作、价格低廉等优势正在受到广泛的关注和深入的研究。经颅磁刺激(transcranialmagneticstimulation,TMS)与经颅直流电刺激(transcranialdirectcurrentstimulation,tDCS)就是其中较为典型的两种方法,TMS、tDCS作为有效的脑功能调节技术,具有可逆性改变神经电导率的能力,且不对神经组织造成损伤,即具有安全的神经调节能力。注

2、意力障碍虽只是认知障碍的一个方面,但患者若有注意力障碍时,常表现为注意力涣散,不能将其长时间地保持在某项康复训练上。因此,注意力障碍的康复是认知康复的基础,只有改善注意障碍,记忆、学习、执行等其他认知障碍的康复才能有效进行,使大脑更多地接受外界信息量,避免认知障碍加重,产生恶性循环。TMS、tDCS两者各有其优势,但是临床上如何合理地选择和有效利用这两种方法训练认知注意力,尚需要对其从各个方面进行了解和考量。1.基本原理1.1TMSTMS刺激装置包括电容器和感应器两个主要部分。电容器储存大量的电荷,在极短时间内放电,使

3、感应器的感应线圈产生磁场,并在脑内产生反向感生电流。皮层内的电流可以激活大的锥体神经元,引起轴突内的微观变化,并进一步引起电生理和功能的变化。其最终既可引起短暂脑功能的兴奋或抑制,也可以产生长时程的皮层可塑性改变。TMS的刺激线圈有多种。大的圆线圈穿透性较强,但产生的效应不够局限;而小型的“8”字线圈空间局限性较好,例如刺激运动皮层的空间分辨率可以达到0.5~1.0cm,而它的穿透性较弱,只能达到脑内3cm[1]。TMS有3种主要刺激模式:单脉冲TMS(sTMS)、双脉冲TMS(pTMS,或double.coilTMS

4、)以及重复性TMS(rTMS)。3种刺激模式分别与不同的生理基础及脑内机制相关。sTMS产生的弱电流场可以引起皮层的去极化;pTMS中第1个刺激引起神经元的活化后,可以降低神经元对下一个刺激的反应阈;rTMS中的慢刺激模式趋向于引起皮层的抑制,快刺激模式则引起兴奋[2,3]。由于TMS会引起头痛、颈痛等反应,因此很难设置有效的伪刺激(sham)对照[4]。不过,尽管TMS已经取得了较好的临床效果,但是TMS在作用精度及对照设置方面仍然存在限制。1.2tDCStDCS是一种非侵入性的,利用恒定、低强度直流电(1~2mA)

5、调节大脑皮层神经元活动的技术。tDCS有两个不同的电极及其供电电池设备,外加一个控制软件设置刺激类型的输出。刺激方式包括3种,即阳极刺激、阴极刺激和伪刺激。阳极刺激通常能增强刺激部位神经元的兴奋性,阴极刺激则降低刺激部位神经元的兴奋性。伪刺激多是作为一种对照刺激[2,3]。神经生理实验证明,神经元通过放电频率改变对静态电场(直流电)起反应。因此当tDCS的正极或阳极靠近神经元胞体或标准文案实用文档树突时,神经元自发放电增加;而电场方向颠倒时神经元放电减少。与TMS结果不同的是,tDCS影响的只是已经处于活动状态的神经元

6、,不会使处于休眠状态的神经元放电[5-6]。另外,tDCS刺激足够时间后停止刺激,此效应会持续长达1h。tDCS也不同于其他作用于大脑和神经的传统电刺激技术,它不会导致神经元细胞自发放电,也不会产生离散效应(如与传统刺激技术相关的肌肉抽搐)。2.安全性和操作要领2.1ITMS国际经颅磁刺激学会(InternationalSocietyofTran.scranialMagneticStimulation.ISTS)有关于TMs安全性和技术要领的大量规范。从总体的调查来看,sTMS比较安全,rTMS研究中报道的副反应略多,

7、一过性头痛是rTMS治疗最常见的不良反应,一般为暂时的可逆的,不需特殊处理。癫痫发作是最严重的副反应,当刺激频率高于20Hz时容易诱发。故在选择治疗患者时需排除具有癫痫、脑电图出现癫痫波以及正在服用三环类抗抑郁剂、氯氮平等能够降低癫痫阈值药物的患者。然而,低于lHz的刺激频率则有可能改善癫痫发作。此外,还有可能出现刺激部位的灼痛、肌肉抽动、不自主运动等。此外,除了要警惕正常被试发生惊厥外,还要注意TMS对被试或患者认知和情绪健康的可能影响。孕妇应该慎用TMS,患有神经类疾病如癫痫,由于手术等原因脑内有永久性的夹子或起搏

8、器的患者,则应该慎重使用TMS。关于每种类型(sTMS、pTMS/dTMS和rTMS)安全性的详细调查报告已经发表。最新的操作指南可以参考一些综述[7-9]。2.2tDCSNitsche等通过MRI的T1加权成像和弥散加权成像,观察受试者在公认的安全模式下tDCS刺激30min和1h后大脑是否有病变,结果发现,大脑并没有出现组织水

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