Neurostimulace
Profil
Laboratoř neurostimulace vznikla v návaznosti na laboratoř repetitivní transkraniální magnetické stimulace (rTMS), která zahájila své působení v roce 2002 v Psychiatrickém centru Praha (PCP).
Po transformaci Psychiatrického centra Praha v Národní Ústav Duševního Zdraví (NÚDZ) v roce 2015 vznikla současná laboratoř „Neurostimulace“, která postupně rozšířila svůj výzkumný program o další neurostimulační technologie, jakými jsou např. transkraniální stimulace stejnosměrným proudem (tDCS) a theta burst stimulace (TBS), modifikovaná verze tzv. vysokofrekvenční rTMS. V roce 2018 byl za spolufinancování 3. lékařskou fakultou Univerzity Karlovy a ve spolupráci s výzkumným programem VP6 pořízen transkraniální elektrický neuromodulační systém Geodesic (GTEN), jenž umožňuje vysokorozlišovací elektrickou stimulaci střídavým proudem (HD-tACS), stejnosměrným proudem (HD-tDCS) a pulzní elektrickou stimulaci stejnosměrným proudem (tPCS). Naše pracoviště je jedním z prvních pracovišť disponující touto unikátní technologií.
Vybavení laboratoře
Stimulátor MagPro R30 (Magventure Tonika Elektronic, Denmark)
Neuronavigační systém BrainSight Frameless (Rogue Research Inc., Canada)
tDCS stimulátor HDCStim (Newronica, Italy)
NeuroAD (Neuronix, Izrael)
Transkraniální elektrický neuromodulační systém Geodesic, GTEN 100 (Electrical Geodesics, Inc., USA)
O metodách
Repetitivní transkraniální magnetická stimulace
Repetitivní transkraniální magnetická stimulace (rTMS) je neinvazivní léčebná metoda, která se od 90. let minulého století využívá k terapii specifických neuropsychiatrických onemocnění, často rezistentních na dosavadní léčbu psychofarmaky. Na poli psychiatrie se tato metoda využívá v terapii depresí (unipolárních i bipolárních), některých úzkostných poruch a u chronicky halucinujících pacientů. Jedná se o léčbu, která je pacienty dobře snášena a nevyžaduje žádnou specifickou přípravu. Efekt metody je dán opakovaným působením krátkých pulzů silného magnetického pole na definovanou oblast mozku. Pulzy silného magnetického pole (2 Tesla) ovlivňují aktivitu nervových buněk v dané lokalitě: nízkofrekvenční (1 Hz) rTMS oslabuje aktivitu cílené kortikální oblasti, vysoké frekvence magnetického pole cílenou oblast naopak aktivují. Nízkofrekvenční rTMS proto využíváme např. v léčbě sluchových halucinací u schizofrenie, kde pomocí působení silných pulzů magnetického pole o nízké frekvenci tlumíme zvýšenou aktivitu ve spánkové oblasti. Vysoké frekvence oproti tomu využíváme např. při léčbě depresivní poruchy, kde působením magnetických pulzů o frekvenci 10 Hz a více zvyšujeme hypoaktivní oblasti čelního laloku. Během jednoho sezení se aplikuje až několik set pulzů, k dosažení žádaného účinku je třeba opakovaných sezení. Naše zařízení má v současnosti více než 15tiletou zkušenost s rTMS aplikací v terapii duševních poruch.
Laboratoř disponuje neuronavigačním zařízením Brainsight Frameless, které výzkumně využíváme k individuálnímu zaměření stimulované oblasti mozku, a to na základě zaměření podle strukturálního (MRI), či funkčního (fMRI) vyšetření pacienta. Tato metoda umožní zacílit kortikální oblast s vysokou přesností (na milimetry) a zvyšuje tak efektivitu vlastní léčby.
rTMS patří k léčebným výkonům, které jsou hrazeny ze zdravotního pojištění.
Transkraniální stimulace stejnosměrným proudem
Transkraniální stimulace stejnosměrným proudem (tDCS) představuje neinvazivní a dobře tolerovanou metodu, která spočívá v administraci stejnosměrného proudu o velmi nízké intenzitě. Stejnosměrný proud, působící mezi 2ma a případně více elektrodami (anodou a katodou) umístěnými na hlavě stimulovaného, má za následek změnu neuronální aktivity ve stimulované oblasti mozku, konkrétně změnu synaptického přenosu. Rozlišujeme 2 základní typy tDCS: 1) stimulaci anodální (kladnou), která se aplikuje na kortikální oblasti se sníženou aktivitou (např. prefrontální kortex u deprese), 2) stimulaci katodální (zápornou), vhodnou naopak pro aplikaci v oblastech, ve kterých je mozková aktivita zvýšená (např. temporoparietální kortex u sluchových halucinací). Efekt metody je dán tzv. dlouhodobou synaptickou potenciací (anodální stimulace), či dlouhodobou synaptickou depresí (katodální stimulace). Dlouhodobá synaptická potenciace zesiluje vazbu mezi dvěma neurony, zatímco dlouhodobá synaptická deprese tuto vazbu zeslabuje. Dosavadní metaanalýzy potvrdily efekt této metody v léčbě deprese, cravingu (bažení) u alkoholismu, nikotinismu a kokainu. U neurologických diagnóz se jeví být tDCS úspěšná při léčbě fibromyalgie.
Tato metoda se aktuálně používá pouze výzkumně, nejedná se o zákrok hrazený pojišťovnou.
Transkraniální stimulace střídavým proudem
Transkraniální stimulace střídavým proudem (tACS) je neinvazivní neuromodulační metoda fungující na principu modulace endogenních oscilací vedoucí k frekvenčně specifickým změnám aktivity cílené oblasti. Obdobně jako u tDCS působí střídavý proud mezi 2ma a více elektrodami umístěnými na hlavě stimulovaného a vede ke specifickým změnám neuronální aktivity ve stimulované oblasti mozku. Za mechanismus účinku tACS se považuje přímé ovlivnění endogenních oscilací frekvencí užité stimulace a následná indukce synaptických změn prostřednictvím neuronální plasticity, díky čemuž má tACS přetrvávající účinek na mozkovou oscilační aktivitu. Na našem pracovišti aplikujeme tACS pomocí zařízení GTEN.
Naše aktuální projekty tACS jsou zaměřeny na výzkum zdravých dobrovolníků, kde zkoumáme vliv tzv. theta frekvenční vysokorozlišovací tACS pomocí zařízení GTEN 100 na kontrolně inhibiční procesy v dospělé populaci a vliv na pracovní paměť u seniorů.
Vysokorozlišovací transkraniální elektrická stimulace
Transkraniální elektrický neuromodulační systém Geodesic (GTEN 100) je neuromodulační zařízení s 256ti hybridními neuromodulačními elektrodami, které umožňují zaměřit cílenou oblast mozku s vysokou přesností a současně též zacílit mozkové oblasti, jenž jsou standardními neuromodulačními metodami obtížně zaměřitelné. Jedná se o princip tzv. multielektrické transkraniální elektrické stimulace (MTES), která optimalizuje potřebnou proudovou hustotu na cílenou oblast mozku a minimalizuje ji ve zbytku hlavy. Analýzy MTES prokázaly, že s použitím větší hustoty elektrod se zefektivňují parametry zaostření, směrovosti a intenzity stimulace, která umožňuje průnik i do hlubších mozkových struktur, jakými je např. cingulum, nebo insula. Přístroj navíc nabízí možnost aplikace MTES za současné monitorace EEG.
Zařízení GTEN 100 umožňuje tzv. vysokorozlišovací (High Density) elektrickou stimulaci střídavým proudem (HD-tACS), stejnosměrným proudem (HD-tDCS) a pulzní elektrickou stimulaci stejnosměrným proudem (tPCS). Místo pro neuromodulaci je individualizovaně zaměřováno na základě koregistrace obrazu magnetické rezonance (MRI) s GPS pozicí jednotlivých neuromodulačních elektrod (tzv. head model) umístěných na hlavě, případně koregistrace s funkčním zobrazením v podobě HD-EEG, kde je oblast pro neuromodulaci registrována na základě změn na úrovni evokovaných potenciálů.
V současné době jsou projekty s GTEN zaměřeny na výzkum na zdravých dobrovolnících, kde konkrétně sledujeme vliv tzv. theta frekvenční vysokorozlišovací tACS cingula na kontrolně inhibiční procesy v dospělé populaci a vliv na pracovní paměť u seniorů. Využití tohoto zařízení si klade za cíl objasnění a pochopení dynamiky specifických mozkových procesů za normálních a patologických stavů. Tato technologie slouží pouze pro výzkumné účely.
