Стимулювання пам’яті: огляд втручань із використанням повторюваної транскраніальної магнітної стимуляції для покращення або відновлення пам’яті. Частина 1

Анотація: Системи людської пам’яті є недосконалими записуючими пристроями, на які впливають вік і захворювання, але нещодавні результати показують, що функціональність цих систем можна змінювати за допомогою втручань із застосуванням неінвазивної стимуляції мозку, такої як повторювана транскраніальна магнітна стимуляція (rTMS).

З постійним розвитком сучасних медичних технологій краніальна магнітна стимуляція стала популярним методом лікування, особливо для покращення пам'яті пацієнтів. Краніальна магнітна стимуляція — це неінвазивна терапія, яка стимулює активність нейронів головного мозку шляхом застосування слабкого струму під корою головного мозку, тим самим покращуючи зв’язок і зв’язок між нейронами. Цей метод лікування не тільки ефективний, але й не має побічних ефектів і болю, тому все більше людей його схвалюють.

Деякі нещодавні дослідження показали, що краніальна магнітна стимуляція дуже ефективна для покращення пам’яті. Медики виявили, що краніальна магнітна стимуляція значно покращила пам'ять піддослідних. Цей метод лікування особливо ефективний для пацієнтів з амнезією, хворобою Альцгеймера та іншими захворюваннями, а також може допомогти тим, хто перевантажений і перевантажений роботою, зняти розумову втому та емоційні переживання за рахунок посилення активності нейронів мозку.

Окрім покращення пам’яті, краніальну магнітну стимуляцію також можна використовувати для лікування інших неврологічних захворювань, таких як депресія, тривога, хвороба Альцгеймера тощо. Хоча цей метод лікування все ще потребує подальших досліджень і практики, все більше людей почали приймати краніальну стимуляцію. магнітну стимуляцію як метод лікування і досягли хороших результатів.

Загалом краніальна магнітна стимуляція, як новий метод лікування, відіграє дуже важливу роль у покращенні пам’яті та лікуванні неврологічних захворювань. Ми повинні активно вивчати цей метод лікування, щоб краще перевірити його ефективність. У той же час, ми також повинні поважати поради лікаря і проходити лікування магнітною стимуляцією черепа в професійних медичних установах, сподіваючись принести кращий ефект для здоров'я собі та оточуючим. Видно, що нам потрібно покращувати пам'ять. Цистанхе може значно покращити пам'ять, оскільки цистанхе є традиційним китайським лікувальним матеріалом з багатьма унікальними ефектами, одним із яких є покращення пам'яті. Ефективність цистанчі пов’язана з різними активними інгредієнтами, які він містить, включаючи дубильну кислоту, полісахариди, флавоноїдні глікозиди тощо. Ці інгредієнти можуть сприяти здоров’ю мозку різними способами.

Клацніть «Знай, як покращити короткочасну пам’ять».

Трансляційний потенціал цих втручань rTMS очевидний: проблеми з пам’яттю є найпоширенішою когнітивною скаргою, пов’язаною зі здоровим старінням, тоді як патологічні стани, такі як хвороба Альцгеймера, часто пов’язані з серйозним дефіцитом пам’яті.

Терапія для покращення пам’яті або лікування втрати пам’яті може підвищити незалежність, одночасно зменшуючи витрати для систем охорони здоров’я. Незважаючи на цю обіцянку, декілька важливих факторів обмежують можливість узагальнення та трансляційний потенціал втручань rTMS для пам’яті. Гетерогенність дизайну протоколу, rTMS-параметрів і показників результатів створює значні проблеми для інтерпретації та відтворюваності.

Проте останні досягнення в когнітивній нейронауці, включаючи підходи rTMS і нещодавні ідеї щодо функціональних мозкових мереж, можуть запропонувати методологічні інструменти, необхідні для розробки нових інтервенційних досліджень із підвищеною експериментальною точністю, покращеною відтворюваністю та більшою вірогідністю успішної трансляції в клінічних умовах.

У цьому огляді ми спочатку обговорюємо поточний стан літератури про модуляцію пам’яті за допомогою rTMS, потім пропонуємо коментарі щодо розробок інкогнітивної нейронауки, які мають відношення до втручання rTMS, і, нарешті, на завершення пропонуємо кілька рекомендацій щодо планування майбутніх досліджень з використанням rTMS для модуляції людського продуктивність пам'яті.

Ключові слова: ТМС; rTMS; пам'ять; гіпокамп; мозкові мережі; неінвазивна стимуляція мозку; легкі когнітивні порушення; хвороба Альцгеймера.

1. Вступ

Системи людської пам’яті вважаються недосконалими записуючими пристроями, і на продуктивність цих систем негативно впливають вік і хвороби.

Втрата пам’яті є найпоширенішою когнітивною скаргою у літніх людей, тоді як клінічно значущі дефіцити пам’яті перебільшують вікові тенденції та часто пов’язані з нейродегенеративними захворюваннями. Найбільш поширеною формою патологічного зниження пам’яті є деменція внаслідок хвороби Альцгеймера (ХА) [1]. На жаль, сучасні фармакологічні засоби лікування порушень пам’яті, пов’язаних із AD, такі як інгібітори холінестерази, надають обмежену користь для втрати пам’яті [2,3]; це також стосується інших втручань для AD, таких як зміна способу життя [4–6].

Відсутність ефективних методів лікування втрати пам’яті, пов’язаної з AD чи ні, залишає значну потребу незадоволеною: втрата пам’яті негативно впливає на незалежність, автономію та ідентичність. Ефективні методи лікування втрати пам’яті можуть зберегти ці здібності [7–9].

На щастя, нещодавні результати свідчать про те, що цілеспрямована неінвазивна стимуляція мозку (NBS) може надати значні можливості для лікування [10]. Зокрема, повідомлялося, що транскраніальна магнітна стимуляція (TMS), форма NBS, покращує пам’ять у здорових молодих людей, здорових людей похилого віку та осіб з AD [11–14].

Тому TMS може бути перспективним як потенційне симптоматичне лікування втрати пам’яті. Тим не менш, огляд поточної літератури показує значну варіативність методів, результатів і популяцій. Відповідно до методологічної мінливості, результати втручань із використанням повторюваної TMS (rTMS) для покращення пам’яті були суперечливими.

Щоб вирішити цю проблему, наш огляд має на меті узагальнити результати нещодавніх досліджень rTMS у пацієнтів на ADcontinuum, обговорити потенційні джерела гетерогенності та надати пропозиції щодо того, як це поле може підвищити точність і відтворюваність у майбутній роботі.

2. Огляд попередньої роботи

2.1. Організація огляду

Ми виконали описовий огляд на основі пошуку в базах даних, що часто використовуються, індексуючи наукові праці (PubMed, Google Scholar). Після первинної ідентифікації літератури було здійснено прямі та зворотні пошуки цитувань для досліджень у цьому спочатку визначеному тілі.

Ми помітили, що дослідження, які тестують TMS як інструмент для покращення пам’яті або лікування втрати пам’яті, дуже відрізнялися у своїх підходах. Визнаючи цю неоднорідність, ми визначили дві ключові незалежні змінні, які були використані для організації нашого огляду: спочатку місце стимуляції, а потім цільова популяція.

Як і у випадку з незалежними змінними, ми зазначили, що показники результатів можна так само розділити на зміни в когнітивних здібностях (пам’ять, виконавчі функції тощо) та зміни в змінних мозку (структура та/або функція).

Щоб отримати підсумок досліджень rTMS, організованих і анотованих відповідно до цих атрибутів, зверніться до таблиці 1. Що стосується місць стимуляції, дослідники найчастіше обирали мішені rTMS у лобових або тім’яних асоціативних областях. Важливо, що ці області розташовані безпосередньо під черепом і, отже, в межах обмеженого діапазону типових систем TMS (~2–3 см під шкірою голови) [15].

У передній частці головного мозку дослідження часто спрямовані на дорсолатеральну префронтальну кору (dlPFC). Така популярність dlPFC як мішені стимуляції може бути пов’язана з його відомим внеском у багато когнітивних процесів, включаючи робочу пам’ять [16–19]. dlPFC, звичайно, також є загальною мішенню rTMS для клінічного лікування психіатричних розладів, таких як велика депресія [20].

У більш широкому сенсі, dlPFC зазвичай визнається як область мозку, яка є одночасно можливою та безпечною для rTMS [21]. Менш поширеною альтернативою rTMS є тім’яна частка, і в її межах дослідження rTMS найчастіше спрямовані на задньолатеральну тім’яну кору або кутову звивину. (AG) [13,22].

У дослідженнях rTMS і пам’яті АГ часто об’єднувалися через його зв’язок, як структурний, так і функціональний, із медіальними ділянками скроневої частки, які підтримують процеси декларативної/реляційної пам’яті.

Крім того, вважається, що АГ є частиною великомасштабної внутрішньої мережі мозку, мережі режиму за замовчуванням (DMN), яка була залучена до нормальної функції пам’яті [23–27]. Крім того, на DMN особливо впливає AD [25,28,29], що робить модуляцію DMN за допомогою rTMS потенційно інтригуючою терапією. Щоб отримати інформацію про механізми TMS, зверніться до Блоку 1.

Щодо цільових популяцій, хоча багато досліджень впливу rTMS на пам’ять були зосереджені на здорових молодих і здорових літніх людей, зростає кількість досліджень, які досліджують потенціал rTMS для лікування втрати пам’яті в клінічних популяціях (наприклад, [30–32]).

Дослідження з використанням rTMS також набирали осіб із клінічними захворюваннями, які часто передують AD, включаючи (амнестичні або неамнестичні) легкі когнітивні порушення (aMCI/MCI) [33–35].

У нашому огляді опублікованих робіт втручання rTMS для пам’яті, які найчастіше включали стимуляцію лобової частки, спрямовані на здорових людей, тому ми починаємо з узагальнення результатів цих досліджень.

2.2. rTMS сайтів лобової частки

2.2.1. rTMS dlPFC: здорові молоді та здорові старі

У сучасній літературі dlPFC стимулювали різними параметрами rTMS, і деякі звіти свідчать про те, що лівий і правий dlPFC можуть по-різному реагувати на rTMS.

У дослідженнях, націлених на dlPFC у здорових дорослих, розглянутих у цьому огляді, ліва півкуля була більш частою ціллю. rTMS лівого dlPFC спричинив помірно послідовний вплив на функціональну зв’язність у стані спокою (RSFC), але менш послідовний когнітивний результат.

Що стосується когнітивних змін, пов’язаних з лівою dlPFC rTMS, вісім із дванадцяти розглянутих тут досліджень повідомили про значні когнітивні покращення, пов’язані з високочастотною стимуляцією [14,34,35,38,39,41,42,44–46,71,72]. Однак, як приклад гетерогенності результатів у цій області, одне дослідження з використанням низькочастотної rTMS повідомило про гостре когнітивне порушення [43].

Гетерогенність методів і результатів rTMS можна спостерігати навіть в обмеженому домені rTMS лівого dlPFC здорових дорослих. В одному дослідженні Chung та його колеги застосували інтермітуючу тета-вибухову стимуляцію (iTBS) rTMS, націлену на лівий dlPFC [41]. rTMS при 50%, 75% і 100% моторному порозі (MT) асоціювався з різними результатами для кожної інтенсивності.

Під час їхнього дослідження спостерігалася відповідь, схожа на перевернуту U-подібну криву, з незначними результатами на 50%, когнітивним покращенням на 75% та проміжним покращенням на 100%.

У подібному дослідженні Девіс та його колеги застосували rTMS 5 Гц при 120% MT до лівого dlPFC, але не спостерігали значних змін у когнітивних здібностях [42]. Разом ці дослідження припускають, що більша інтенсивність стимуляції rTMS не відповідає чітко покращеним результатам і що може існувати взаємодія інтенсивності та частоти стимуляції на результати.

У двох дослідженнях, описаних вище [41, 42], rTMS був пов’язаний зі змінами змінних RSFCor ЕЕГ. Крім того, Девіс та його колеги помітили, що зміни RSFC були пов’язані з кращою когнітивною діяльністю, включаючи збільшення подібності в моделях активації мозку під час кодування та пошуку під час завдання пам’яті [42,44].

Цікаво, що попередні дослідження rTMS, спрямовані на dlPFC, також припускають, що стан мозку під час rTMS може впливати на реакцію мозку та відповідні когнітивні ефекти. Тобто один і той самий протокол TMS може давати різні ефекти, якщо його застосовувати під час виконання завдання або в стані відпочинку.

В одному дослідженні Бакулін та його колеги застосували rTMS до лівого dlPFC під час різних фаз модифікованого завдання Штернберга та спостерігали відмінності в продуктивності n-back, пов’язані з фазою стимуляції [39].

Зокрема, автори виявили, що коли rTMS застосовували за відсутності модифікованого завдання, rTMS 10 Гц до лівого dlPFC асоціювався зі значним підвищенням балів у завданні n-back.

Навпаки, коли rTMS застосовували під час будь-якої фази модифікованого завдання, значних переваг не спостерігалося. Інші автори припустили, що rTMS під час виконання завдання може інвертувати відповіді, імовірно пов’язані з високочастотним і низькочастотним rTMS [62,73,74].

Хоча є певні докази відмінностей ефективності між rTMS під час виконання завдання та відпочинку, буде потрібно подальше дослідження, щоб ретельно оцінити, чи справді ефекти інвертовані, і чи така сама інверсія присутня для інших цілей стимуляції.

2.2.2. rTMS dlPFC: MCI та AD

Хоча AD і MCI (особливо aMCI) часто асоціюються з клінічним дефіцитом пам’яті, дослідження rTMS у цих популяціях часто оцінювали загальні когнітивні результати, а не результати, пов’язані з пам’яттю.

Тим не менш, дослідження rTMS в осіб з MCI та AD дали відносно послідовні результати. Значна частина цієї послідовності може бути отримана від більшої однорідності параметрів rTMS, обраних для досліджень цих популяцій порівняно з дослідженнями здорових людей. Наприклад, у нашому огляді цієї літератури високочастотна rTMS часто використовувалася в дослідженнях пацієнтів з MCI/AD.

У кількох дослідженнях, які застосовували високочастотну rTMS для лівого dlPFC, стимуляція була пов’язана з покращенням балів за одним або кількома поширеними когнітивними оцінками, включаючи MoCA, MMSE та/або ADAS-Cog [14,34,36,45]. У меншій кількості досліджень було також повідомлено про значні покращення в доменно-специфічних оцінках здібностей пам’яті, таких як асоціативна пам’ять і реляційна пам’ять [38,45,74,81].

Примітно, що всі дослідження, націлені на dlPFC у осіб з клінічними порушеннями, спостерігали когнітивне покращення принаймні в одному домені.

Зокрема, покращення в AVLT, парному асоційованому навчанні, MMSE, ADAS-cog, тесті поведінкової пам’яті Rivermead, послідовності літер і цифр, пам’яті асоціацій, розпізнаванні, логічній пам’яті, MoCA та асоціаціях слова/зображення спостерігалися після десяти або більше сеансів rTMS для когнітивних функцій. осіб із порушеннями [11,14,34–36,38,45]. В іншому дослідженні Резерфорд та його колеги набирали пацієнтів з AD і застосовували 20 Гц rTMS при 100% RMT до двосторонньої dlPFC (послідовно, одна півкуля за раз) протягом 13 сеансів [ 11].

Особливо слід зазначити, що довготривале спостереження за учасниками показало, що вони значно послабили темпи зниження порівняно з учасниками, випадково призначеними для контрольної умови.

Повторення цього багатообіцяючого відкриття було б важливим кроком до узагальнення клінічного лікування. Нарешті, також повідомлялося, що низькочастотна rTMS правого dlPFC була пов’язана з когнітивним покращенням [33,82–84].

Цей висновок може бути цікавим у контексті як здорового, так і патологічного старіння, оскільки є деякі докази того, що правий dlPFC демонструє гіперактивність, пов’язану зі зниженням когнітивних здібностей [85, 86].

2.2.3. rTMS інших ділянок лобової частки

У той час як dlPFC був найпоширенішою мішенню для rTMS у лобовій частці, кілька інших ділянок у лобових областях також були мішенню. Серед цих місць є прецентральна звивина, середня лобова звивина та права медіальна фронтополярна кора.

Юнг і його колеги досліджували вплив rTMS 1 Гц на ліву і праву прецентральну звивину, дві додаткові неасоційовані області [49]. Вони спостерігали зниження зв’язку між DMN і правою моторною мережею, острівною мережею та візуальною мережею, що можна віднести до rTMS.

Крім того, rTMS під час виконання завдання призвело до зниження зв’язку між DMN і дорсальною мережею уваги та збільшення зв’язку між DMN і лобно-тім’яною мережею.

Що стосується правої медіальної фронтополярної кори як мішені, в одному дослідженні досліджували вплив одноразового сеансу rTMS 20 Гц або 1 Гц [50].

У цьому випадку автори повідомили про зміни RSFC, пов’язані з покращенням когнітивних здібностей для групи стимуляції 20 Гц, і зміни, пов’язані з погіршенням когнітивних здібностей після rTMS 1 Гц у групі низькочастотної стимуляції. rTMS середньої лобової звивини (MFG) також досліджували Ван та його колеги [48]. Ця група вводила rTMS 10 Гц до лівої або правої мішені середньої лобової звивини протягом двох днів поспіль.

У той час як покращення реляційної пам’яті, залежної від гіпокампу, було виявлено після стимуляції мішені правої півкулі, такі зміни не спостерігалися після rTMS у ліву сторону.

Різні ефекти rTMS, застосовані до лівої та правої MFG, можуть бути пов’язані з латеральністю, але реплікація буде важливим кроком для сприяння інтерпретації цих результатів.

Цікаво, що друге дослідження rTMS, застосоване до MFG, використовувало RSFC для визначення мети anrTMS. Лінч та його колеги застосували підхід на основі коннектома для визначення незалежних цілей для кожного суб’єкта в межах правої MFG на основі внутрішньомережевого RSFC [47]. Автори застосували один сеанс cTBS rTMS до правої MFG і спостерігали зниження продуктивності робочої пам’яті, пов’язаної з стимуляція.

2.3. rTMS сайтів тім'яної частки

2.3.1. rTMS AG: Здорові молоді та здорові старі

За межами лобової частки більша частина асоціативної кори, доступна для типового підходу до ТМС, лежить у бічних частинах тім’яної частки. У контексті досліджень ТМС, пов’язаних із пам’яттю, найчастіше об’єктом аналізу були місця в нижній тім’яній частці.

Ймовірно, це пов’язано з асоціаціями з продуктивністю пам’яті на основі нейропсихологічних та нейровізуалізаційних досліджень [87–90]. Зокрема, лівий AG був популярним вибором для модуляції функції пам’яті на основі TMS. rTMS AG виявилася плідною для дослідників пам’яті, що найбільш чітко проілюстровано роботою Восса та його колег [12,22,54,61].

Кутова звивина - це кортикальна область в межах ефективного діапазону rTMS, яка демонструє сильну RSFC з гіпокампом. Націлюючись на компонент aDMN, функціонально пов’язаний з гіпокампом, багато дослідників застосували rTMS для вимірювання впливу rTMS на залежну від гіпокампу функцію пам’яті. Зокрема, Восс і його колеги часто демонстрували успіх у модуляції продуктивності пам’яті, мозкової активності або обох, використовуючи парадигму, що включає 20 Гц rTM до лівого AG при 100% RMT [12,13,52–55,58,60].

Єдиним значущим джерелом неоднорідності в дослідженнях, які використовують цю парадигму, була кількість сеансів rTMS. Основна частина досліджень rTMS 20 Гц від Восса та його колег, націлених на ліву АГ, використовувала п’ять сеансів rTMS [12,13,54–56,58].

Можливо, не дивно, що дослідження rTMS з використанням п’яти сеансів rTMS із подібними параметрами часто спостерігали схожі результати. Ці дослідження показали покращення показників пам’яті та RSFC. Більш конкретно, у DMN спостерігаються зміни RSFC, пов’язані з покращенням пізнання. Вони складалися з посиленого RSFC між лівим АГ і лівим гіпокампом.

На додаток до цих первинних висновків також повідомлялося, що rTMS сприяє розвитку RSFC гіпокампа з компонентами DMN поза AG [12]. Згідно з механістичним поясненням впливу rTMS на пам’ять, ці зміни в RSFC також супроводжувалися значними когнітивними змінами [12,13,54–56,58].

Вищезазначені покращення продуктивності реляційної пам’яті після rTMS були значно вищими порівняно з учасниками в плацебо-фіктивних умовах. Подібні підвищення когнітивних здібностей і зміни в RSFC також спостерігалися за кількома протоколами rTMS, що походять від однієї групи [55,91,92].

Дозування, реалізоване як кілька сеансів стимуляції, може бути ключовим фактором, що визначає ефективність AG rTMS як терапії для покращення пам’яті. Кілька досліджень змінювали дозування rTMS, щоб дослідити цей зв’язок. В одному дослідженні Фрідберг та його колеги помітили, що три, чотири або п’ять сеансів rTMS для лівої АГ призвели до подібних змін RSFC, але ці автори не оцінювали зміни пам’яті [60].

У дослідженні з подібним дизайном, але з суперечливими результатами, Хендріксе та його колеги повідомили про виявлення незначної когнітивної користі після чотирьох сеансів rTMS [52]. Щоб дослідити потенційний мінімальний поріг, Фрідберг та його колеги провели дослідження з визначення дози.

Ці автори повідомили, що для достовірної, статистично значущої зміни в гіпокампальному AG RSFC було потрібно мінімум 5 сеансів rTMS [51]. Хоча ці дослідження вказують на те, що для отримання надійних ефектів може знадобитися мінімальна кількість сеансів rTMS, Герміллер та його колеги також повідомили, що один сеанс cTBS rTMS був достатнім для індукування порівнянних змін у RSFC [53].

У той час як дослідження 20 Гц rTMS показують, що може знадобитися від трьох до п’яти сеансів для створення надійних змін RSFC, недавнє дослідження cTBS, як повідомляється, потребує лише одного сеансу, інтригує.

Здається можливим, що різні частоти стимуляції або різні набори параметрів стимуляції можуть вимагати унікальної кількості мінімальних сеансів rTMS, щоб спостерігати значні зміни. Майбутні дослідження для вивчення цієї можливості виправдані.

Right AG також була мішенню rTMS. В одному дослідженні Тамбіні та його колеги застосували cTBS rTMS до правої АГ [61]. Після цього спостерігалося значне когнітивне покращення у поєднанні зі змінами RSFC.

На жаль, це було єдине дослідження, спрямоване на праву АГ, і додаткові дослідження правої АГ rTMS у здорових людей виправдані.

For more information:1950477648nn@gmail.com