גרייה מוחית בזרם ישר - Transcranial direct current stimulation
ערך זה נמצא בבדיקה ועריכה על ידי מערכת ויקירפואה, וייתכן כי הוא לא ערוך ומוגה.
גרייה מוחית בזרם ישר | ||
---|---|---|
Transcranial direct current stimulation | ||
יוצר הערך | ד"ר אלכסנדר טייטלבאום, פרופ' לאון גרינהאוס ![]() |
|
לערכים נוספים הקשורים לנושא זה, ראו את דף הפירושים – גרייה מוחית
SCDt (Transcranial Direct Current Stimulation) היא שיטת גירוי מוחי לא פולשנית המבוססת על שימוש בזרם חשמלי ישר בעוצמה חלשה העובר דרך הקרקפת במטרה לשנות רגישות הנוירונלית במוח.
שימוש בזרם חשמלי לצורך שינוי תפקודי המוח הוא רעיון ישן מאוד. לפני יותר ממאתיים שנים הניח רופא איטלקי בשם Luigi Galvani שבגוף בני האדם ובאבריהם קיימת פעילות חשמלית שמקורה במוח. אחד מממשיכי דרכו מגרמניה, Paul Meissner, התחקה אחרי הרעיון שמוח פועל כמצבר שדרך זרם חשמלי שולט על כוח רצון ותנועות גפיים.
מאמצים מדעיים להבין את יסודות האלקטרו-פיזיולוגיה של המוח השתלבו באותם זמנים עם ניסיונות כוזבים להשתמש בגרייה חשמלית?דרך הקרקפת?כאמצעי לתחיית מתים. בשני העשורים האחרונים קיימת התעוררות מרשימה בחקר השפעת tDCS על תפקודים מוחיים וממצאים ראשונים תומכים באפשרות של שימוש קליני עתידי בפסיכיאטריה. בין החוקרים המובילים בתחום יש לציין את Michael Nitsche ו-Walter Paulus מאוניברסיטת גוטינגן שבגרמניה.
אפידמיולוגיה
התוויות לביצוע הניתוח
מטרת הניתוח
בחירת המטופלים
מטופלים שאינם מתאימים לביצוע הניתוח/הליך
סוגי הניתוח\ההליכים ותיאורם
tDCS שונה באיכותה מגישות של גירוי מוחי אחרות, כמו TMS ו- TES (Transcranial Electrical Stimulation) בכך שאינו גורם ל-Action Potential בממברנות של נוירונים, אך משנה רגישות ספונטנית של תאי העצב במוח דרך דהפולריזציה או היפרפולריזציה (Depolarization or Hyperpolarization) של Resting Membrane Potential. יכולת של tDCS לגרום לשינוי של פעילות החשמלית של ממברנות תלויה בצפיפות הזרם החשמלי שמשתנה בהתאמה לחוזק של הזרם, עוצמת הזרם וקוטביות האלקטרודות. ככל שצפיפות זרם חשמלי ומשך השפעתו גדולים יותר, כך גדלה השפעתו על המוח. זרם חשמלי ב-tDCS הוא ישר בניגוד לזרם חילופין במקרה של ECT, זאת אומרת שחשמל זורם בכיוון אחד, מאנודה (אלקטרודה חיובית) לקטודה (אלקטרודה שלילית). עד היום הוספו ידיעות חזקות על כך שתאי העצב מתחת לאנודה עוברים תהליך של אקסיטציה (Excitement), ואלו ששוכבים מתחת לקטודה עוברים תהליך של דיכוי, אינהיביציה [3]. האפקטים של tDCS על תאי העצב במוח, כנראה, קשורים לשינויים בפעילות הנוירונלית דרך מנגנונים שונים הכוללים שינויים בחלבוני הממברנות, הפעלת תעלות נתרן, שינוי באיזון חומצה-בסיס, שינויים של גמישות סינפטית (Synaptic Plasticity), השפעה על רמות של נוירוטרנסמיטורים וקולטני Dopamine, Glutamate [4], GABA [5].
בפרוטוקולים הנוכחים של tDCS משתמשים בזרם חשמלי בחוזק של 1-2ma בניגוד לחוזק בין 150 ו-500 Aµ במחקרים בשנות השישים. משתמשים באלקטרודות מספוג מורטבות במים או תמיסת מלח הפיזיולוגית ולא באלקטרודות מתכתיות בכדי למנוע תהליך של אלקטרוליזה. לעתים יש צורך להכנה של קרקפת להורדת התנגדות חשמלית. גודל של אלקטרודות נע בין 25 ל-35 ס"מ מרובה. הצפיפות של הזרם החשמלי משתנה בין 0.029 ל-0.08 ma/cm2. שימוש באלקטרודות יחסית גדולות מוריד פוקאליות של פעולה על אזורים ספציפיים של קליפת המוח. כדי לשפר את דיוק ההשפעה, אפשר להוריד את גודל האלקטרודות. בהרבה מחקרים מבצעים tDCS כאשר שתי אלקטרודות נמצאות על הקרקפת (Bipolar tDCS) ושתיהן בעלות השפעה אלקטרו-פיזיולוגית על המוח. זאת אומרת, שגם Reference Electrode יכול לגרום למודולציה נוירונלית באזורים שמתחתיו. כדי למנוע את השפעתו אפשר להגדיל את גודלו ובכך להוריד את צפיפות הזרם החשמלי ואת יעילות הגירוי. על פי מחקרים שנעשו, קיים קשר ישיר בין יעילות של tDCS לצפיפות זרם חשמלי ומשך הגרייה. הגדלת צפיפות זרם תגרום ליצירת שדות חשמליים יותר עמוקים המגרים שכבות נוירונלית, אך נוסף על כך, צפיפות גבוהה של זרם יכולה לגרום לכאבים ולתחושות של גירויי עור לא נעימים. לכן, כדי לגרום לאפקטים יותר חזקים ומתמשכים משתמשים ברוב המחקרים בהגדלת משך הפעולה. במחקרים קליניים שבדקו יעלות tDCS בדיכאון, השתמשו בטיפולים שנמשכו 20-10 דקות על בסיס יומי במשך 10-5 ימים[6] [7].
תוצאות הניתוח\ההליך ההתערבותי
סיבוכים
ניסיון רב על חיות ובני אדם וידע תאורטי בתחום מצביעים על כך שפרוטוקולים נוכחיים של tDCS הם בטיחותיים. הם נבדקו במעבדות רבות ברחבי העולם, בין 2,000 ל-3,000 מטופלים נחשפו לטיפול ב-tDCS ללא עדות לתופעות לוואי קשות פרט לעקצוץ קל בעור מתחת לאלקטרודות, כאבי ראש נדירים, עייפות ובחילות קלות [1]. ייצור רעלים כימיים כתוצאה מתהליך של אלקטרוליזה מתחת לאלקטרודות במהלך שימוש חוזר יום-יומי ב-tDCS יכול לגרום במקרים מסוימים לגירוי עור, אף על פי ששימוש באלקטרודות מספוג לרוב מונעות פגיעות עור משמעותיות. אין עדות שטיפול ב-tDCS גורם להתחממות של אלקטרודות או מעלה רמות של Neurone-Specific Enolase, אנזים המשמש מדד רגיש של פגיעה נוירונלית. על פי בדיקות שבוצעו בעזרת MRI, tDCS אינו גורם לבצקת ברקמת המוח, ולא משנה את תפקודו של מחסום הדם-מוח (Blood-Brain Barrier). גרייה על ידי tDCS בפרוטוקולים מתמשכים, אפילו עד 50 דקות על אנשים בריאים, לא גרמו לשינויים בתפקודים קוגניטיביים או רגשיים. כמו כן, לא נמצאה עדות לירידה קוגניטיבית בשל טיפול ב-tDCS בפרוטוקולים של טיפול במטופלים הסובלים מדיכאון. אין עדות, נכון להיום, שחשיפה ל-tDCS יכולה לגרום להתכווצויות. ביצוע של tDCS על פי פרוטוקולים ישנים משנות ה-60 הראה, ששימוש בגרייה של אזורים עמוקים של מוח, כולל גזע המוח, עלולים לגרום לתופעות לוואי רציניות יותר, כולל הפרעות נשימה, שיתוק זמני ומצבים פסיכוטיים [2]. שימוש בעוצמות חזקות של צפיפות זרם חשמלי יכול לגרום לכאבים באזורי עור שמתחת לאלקטרודות. צריך להיזהר מאוד בשימוש בשיטת גרייה מוחית זאת כאשר קיימים דפקטים בגולגולת, כאשר אין מגע מספק בין אלקטרודה וקרקפת, כאשר מטופל סובל ממחלות עור חריפות באזור הקרקפת או נמצא במצב גופני-נוירולוגי לא יציב. יש להימנע מלשים אלקטרודות ליד שתלים מתכתיים. יש להזהיר מטופל מפני הופעת תופעות לוואי אפשריות.
פרוגנוזה
מנגנוני פעולה אפשריים
פרמטרים פיזיים
בטיחות של tDCS
פוטנציאל מחקרי ושימוש קליני עתידי
השפעה על קורטקס מוטורי
Lang [3] מצא תגובה מוגברת בקורטקס המוטורי בהמיספרה שעברה גרייה חשמלית דרך האנודה, והיחלשות תגובה אחרי tDCS דרך הקטודה. התפקודים המוטוריים של היד הדומיננטית אפשר לשפר דרך גרייה חשמלית של קורטקס מוטורי בהמיספרה הלא דומיננטית. במחקר מבוקר עם סמיות כפולה ושימוש בגריית אינבו של Hummel[4], גרייה חשמלית של אזורים מוטוריים גרמה לשיפור תפקודים מוטוריים אצל מטופלים הסובלים מאירוע מוחי כרוני. במחקר אחר של Fregni[5] דיווחו מטופלים הסובלים מכאבים אחרי פגיעה טראומטית של עמוד השדרה, על שיפור בעוצמת הכאבים אחרי 5 טיפולי גרייה חשמלית של קורטקס מוטורי דרך אנודה. במחקר מבוקר אחר של אותו חוקר גרמה גרייה אנודלית של אזורים מוטוריים של קליפת המוח לשיפור בתפקודים המוטוריים אצל חולים הסובלים ממחלת פרקינסון. בדומה לאזורים המוטוריים של הקורטקס, מחקרים גילו השפעה בימודלית של גרייה חשמלית אנודלית וקטודלית על אזורים קורטיקליים ויזואליים וסנסו-מוטוריים.
השפעה על תפקודים קוגניטיביים
על פי תוצאות מעט המחקרים שעסקו בתחום, tDCS יכולה גם לשפר וגם להפריע לתפקודים הקוגניטיביים. גרייה אנודלית באזורים פרה-פרונטליים משמאל משפרת למידה, Working Memory,[6] [7] גרייה ביפרונטלית עם אנודה על אזור פרה-פרונטלי משמאל או ימין וקטודה על הצד ההפוך מורידה Risk Taking Behavior וזמן תגובה במהלך Working Memory Task[8].
מחקרים קליניים בדיכאון
בשנות ה-60 וה-70 נעשו מעט מחקרים שחקרו יעילותו של ה-tDCS בדיכאון. אף שחלקם הביאו תוצאות חיוביות מאוד, תוצאות כלליות של מחקרים סבלו מחוסר עקביות, כנראה בגלל שוני מתודולוגי רב, חוסר ידע על מיקום אופטימלי של אלקטרודות, עוצמת הזרם חשמלי ומשך הגרייה. מיקום האלקטרודות במחקרים הישנים היה כמה שיותר קרוב לעיניים במטרה להשיג גרייה של גזע המוח, Midbrain. במחקרים הישנים השתמשו באלקטרודות קטנות מאוד, בכוח חשמל קטן מדי ומשך השפעה עד ל-8 שעות ביום. לרוב לא השתמשו בגריית אינבו הולמת שהקשה על סמיות כפולה.
במחקרים חדשניים מתרכזים בגירוי אנודלי של אזור פרה-פרונטלי משמאל DLPFC (Dorsolateral Left Prefrontal Cortex), משתמשים באלקטרודות גדולות בהרבה, 35-25 סמ"ר, עוצמת הזרם 2-1 Ma ומשך גרייה של 20-10 דקות בכל טיפול.
במחקר מבוקר עם גריית אינבו וסמיות כפולה של Fregni[9] קיבלו 10 מטופלים הסובלים מדיכאון מג'ורי, 5 טיפולים יום כן יום לא לסירוגין. בקבוצת המחקר נצפה שיפור דרמטי עם 69% ירידה ב-Hamilton Depression Rating Scale לעומת 30% בקבוצת ביקורת.
במחקר של Boggio[10] הירידה בסקלה של המילטון הייתה 40.5% בקבוצת המחקר בהשוואה ל-10.4% בקבוצת הביקורת. ההבדלים בין הקבוצות נשמרו אחרי חודש של מעקב. השוואה עם קבוצת ביקורת נוספת שקיבלה Fluoxetine 20mg על בסיס Open Label הביאה לתגובה טיפולית זהה בשתי הקבוצות עם השפעה מהירה יותר בקבוצה שקיבלה גרייה חשמלית. לא נצפו תופעות לוואי בולטות או רציניות פרט לכאבי ראש חולפות, עקצוץ ואדמומיות בעור.
שימוש tDCS בשילוב שיטות טיפול אחרות
גרייה חשמלית יכולה לשנות רגישות של תאי העצב במוח ולעשות אותם יותר או פחות רגישים להשפעת TMS. יתרה מזאת, גרייה חשמלית המקדימה גרייה מגנטית משנה אפקטים של TMS לכיוון הפוך, זאת אומרת שאחרי גרייה אנודלית שמעלה אקסיטציה של נוירונים בקורטקס המוטורי, תגרום הגרייה המגנטית לאפקט של אינהיביציה. לעומת זאת, TMS אחרי גרייה חשמלית מקדימה דרך קטודה תגרום לעלייה באקסיטציה נוירונלית. מודולציה פרמקולוגית של אפקטים של tDCS מהווה אפשרות לשפר את דיוק השפעתו על אזורים ומבנים קורטיקליים מסוימים. למשל, Carbamazepine, מעקב תעלות נתרן או Flunarizine, מעקב תעלות סידן, מבטלים אפקטים לטווח קצר וארוך של גרייה חשמלית אנודלית ולא משנה בכלל אם היו אפקטים של גרייה קטודלית. Lorazepam ,D-Cycloserine or Amphetamine יכולים לשפר יעילות טיפולית של גרייה חשמלית אנודלית.
סיכום
ל-tDCS קיים פוטנציאל של כלי לא פולשני נוסף לגרייה ונוירומודולציה מוחית. עקרונות אפשריים שלו הם: יעילות במיוחד בדיכאון, יכולת ייחודית לגרום לאקסיטציה מתחת לאלקטרודה אחת בו-זמנית עם אינהיביציה נוירונלית מתחת לאלקטרודה השנייה, פשטות בשימוש, בטיחות, קלות ביצוע של גריית אינבו. שימוש בשילוב עם טיפול תרופתי או שיטות גרייה מוחית אחרות יכולות להרחיב ולהאריך אפקטים טיפוליים ולשפר את הספציפיות והסלקטיביות של הטיפול.
דגלים אדומים
ביבליוגרפיה
- Priori A. Brain polarization in humans: a reappraisal of an old tool for prolonged non-invasive modulation of brain excitability. Clin Neurophysiol 2003;114:589-595
- ↑ Poreisz C, et al. Safety aspects of transcranial direct current stimulation concerning healthy subjects and patients. Brain Res Bul 2007;72:208-214
- ↑ Lipooold OCJ, Redfearn JWT. Mental changes resulting from the passage of small direct current through the human brain. Br J Psychiatry 1964;110:768-772
- ↑ Lang N, et al. Effects of transcranial direct current stimulation over the human motor cortex on corticospinal and trancallosal excitability. Exp Brain Res 2004;156:439-443
- ↑ שםהערה10
- ↑ Fregni F, et al. A sham-controlled phase II trial of transcranial direct current stimulation for the treatment of central pain in traumatic spinal cord injury. Pain 2006;122:197-209
- ↑ Kincses TZ. Facilitation of probabilistic classification learning by transcranial direct current stimulation of the prefrontal cortex in human. Neuropsychologia 2004;42:113-117
- ↑ Fregni F, et al. Anodal transcranial direct current stimulation of the prefrontal cortex enhances working memory. Exp Brain Res 2005;166:23-30
- ↑ Fecteau S, et al. Activation of prefrontal cortex by transcranial direct current stimulation reduces appetite for risk during ambiguous decision making. J Neurosci 2007;27:6212-6218
- ↑ שגיאת ציטוט: תג
<ref>
לא תקין; לא נכתב טקסט עבור הערות השוליים בשםהערה5
- ↑ שגיאת ציטוט: תג
<ref>
לא תקין; לא נכתב טקסט עבור הערות השוליים בשםהערה6
קישורים חיצוניים
- tDCS -Transcranial Direct Current Stimulation: כלי חדשני נוסף לגרייה ונוירומודולציה מוחית, מדיקל מדיה
המידע שבדף זה נכתב על ידי "ר אלכסנדר טייטלבאום - מנהל מחלקה, בי"ח ממשלתי לחולי נפש, כפר שאול, ירושלים; מורה חוץ, הפקולטה לרפואה, האוניברסיטה העברית, ירושלים, פרופ' לאון גרינהאוס - מנהל בפועל של המרכז הירושלמי לבריאות הנפש, הפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר, אוניברסיטת תל אביב