Изучение эффектов транскраниальной электрической стимуляции (tDCS и tACS) на нейрокогнитивный профиль, осцилляторную активность и функциональную коннективность головного мозга пациентов с болезнью Паркинсона

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-75-10092

НазваниеИзучение эффектов транскраниальной электрической стимуляции (tDCS и tACS) на нейрокогнитивный профиль, осцилляторную активность и функциональную коннективность головного мозга пациентов с болезнью Паркинсона

Руководитель Брак Иван Викторович, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт нейронаук и медицины" , Новосибирская обл

Конкурс №30 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-106 - Нейробиология

Ключевые слова Болезнь Паркинсона, умеренные когнитивные нарушения, когнитивные функции, транскраниальная стимуляция постоянным током, транскраниальная стимуляция переменным током, транскраниальная токовая стимуляция высокого разрешения, функциональная магнитно-резонансная томография, ЭЭГ высокого пространственного и временного разрешения, CANTAB, дорсолатеральная префронтальная кора, функциональная коннективность

Код ГРНТИ76.29.51

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Болезнь Паркинсона (БП) – нейродегенеративное заболевание неясной этиологии, имеющее неуклонно прогрессирующее течение и приводящее к тяжелой инвалидизации пациентов (Pringsheim et al., 2014). Заболевание поражает около 1% населения старше 60 лет и занимает второе место после болезни Альцгеймера в структуре нейродегенеративных заболеваний. Основное место в клинической картине БП занимают моторные симптомы (тремор, ригидность, брадикинезия, постуральная нестабильность). Тем не менее, показано, что снижение когнитивных функций также является одной из наиболее частых причин ухудшения качества жизни и ранней инвалидизации пациентов с БП (Aarsland et al., 2017). Эпидемиологические и клинические исследования последних лет позволяют говорить об “умеренных когнитивных нарушениях” (Mild Cognitive Impairment, MCI) как характерном для БП симптомокомплексе (Manenti et al., 2016). У пациентов с БП-MCI отмечаются изменения практически во всех аспектах умственной деятельности: внимание, зрительно-пространственное восприятие, исполнительные функции и память (Sauerbier et al., 2016); при этом общая повседневная активность зачастую остается сохранной. MCI отмечаются примерно в 25% случаев идиопатического паркинсонизма и являются фактором риска развития деменции. К сожалению, все существующие методы терапии БП направлены в основном на коррекцию моторных симптомов (дофаминергическая заместительная терапия), и практически не влияют на выраженность “немоторной” симптоматики. Таким образом, необходима разработка и внедрение адъювантных методов терапии, направленных на сохранение когнитивных функций у пациентов с БП. В последние годы возрастает интерес к применению транскраниальной электрической стимуляции головного мозга (tES) в качестве дополнительного терапевтического инструмента при различных заболеваниях ЦНС (Manenti et al., 2016). Выделяют транскраниальную стимуляцию постоянным (tDCS) и переменным (tACS) током. Принято считать, что данные методики осуществляют свои эффекты через модулирование процессов нейропластичности (Zimerman and Hummel, 2010). Показано также, что транскраниальная электростимуляция обладает нейропротективными свойствами, снижая выраженность оксидативного стресса в дофаминергических нейронах (Lu et al., 2015). Более того, есть данные об изменении функциональной коннективности в кортико-стриарной и таламокортикальной системах в ответ на tDСS (Polania et al., 2011). Показано, что эффекты стимуляции сохраняются длительное время после непосредственного воздействия электрического тока (Dayan et al., 2013). Более того, известно, что tDCS оказывает положительное влияние на когнитивные функции пациентов с БП, как при однократном (Boggio et al., 2006), так и при курсовом воздействии (Borek et al., 2014; Manenti et al., 2016). Что касается tACS, то, несмотря на активное изучение данной технологии, на сегодняшний день опубликованы лишь единичные работы по оценке эффектов данного метода электростимуляции на выраженность клинической симптоматики у пациентов с БП (Brittain et al., 2013). Тем не менее, роль tACS в когнитивных процессах активно изучается, и неоднократно показаны положительные эффекты данного метода, в том числе и терапевтические (Frohlich et al., 2014). Следует также отметить, что существенным недостатком практически всех опубликованных на сегодняшний день работ в этой области является применение транскраниальной стимуляции достаточно низкого пространственного разрешения, что затрудняет прицельное воздействие на область-мишень; однако современные аппараты высокого разрешения (с использованием 4-8 электродов малой площади вместо одного - HD-tES, https://soterixmedical.com/research) позволяют достичь этой цели. В данном проекте планируется изучение эффектов острого и отсроченного воздействия 2-х недельных курсов HD-tDCS и HD-tACS на показатели когнитивных функций у пациентов с БП, с применением современных методов нейровизуализации (ЭЭГ высокого пространственного разрешения, фМРТ). На первом этапе мы планируем оценить у пациентов выраженность нарушений в различных доменах когнитивной деятельности (внимание, рабочая память, планирование, эпизодическая память), а также при сравнении со здоровым контролем выявить функциональные изменения в задействованных в когниции структурах мозга методами ЭЭГ и фМРТ. На втором этапе мы предполагаем оценить клиническое улучшение с помощью набора когнитивных тестов, а также описать изменения в осцилляторной активности и BOLD-активности головного мозга у пациентов с БП после курса tES. Мы ожидаем, что воздействие электростимуляции катализирует формирование когнитивных компенсаторных механизмов, что приведет к детектируемой перестройке вовлеченных в когницию и измененных патологией сетей мозга. В результате реализации проекта будут получены новые знания, которые позволят сформулировать научно-обоснованные выводы и предложения для трансляции в рутинную клиническую практику технологий транскраниальной стимуляции постоянным током и нейровизуализационного мониторинга эффективности терапии (с помощью ЭЭГ и функциональной МРТ) для пациентов с БП. Также будут получены новые знания об эффективности применения транскраниальной стимуляции переменным током для коррекции когнитивных нарушений в болезни Паркинсона, и будут оценены сопутствующие этому нейрофизиологические изменения методами ЭЭГ и фМРТ.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ