تنبيه باستخدام تيار مباشر عبر القحف

التنبيه باستخدام التيار المباشر عبر القحف (تي دي سي إس) هو شكل من أشكال التعديل العصبي  الذي يستخدم تيارًا مباشرًا منخفضًا ومستمرًا عبر مسارٍ كهربائية على الرأس. ويختلف عن تنبيه المعالجة الكهربائية عبر القحف، الذي يستخدم بشكل عام تيارًا متناوبًا بنفس الطريقة، وكذلك التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة.

طُورت هذه التقنية في الأساس لمساعدة مرضى الأذيات الدماغية أو الحالات النفسية مثل الاضطراب الاكتئابي. إذ تتزايد الأدلة حول استخدام التنبيه باستخدام التيار المباشر عبر القحف كعلاج للاكتئاب.Brunoni AR, Moffa AH, Fregni F, Palm U, Padberg F, Blumberger DM, Daskalakis ZJ, Bennabi D, Haffen E, Alonzo A, Loo CK (2016). "Transcranial direct current stimulation for acute major depressive episodes: meta-analysis of individual patient data". The British Journal of Psychiatry. 208 (6): 522–31. doi:10.1192/bjp.bp.115.164715. PMC 4887722. PMID 27056623. Our findings indicates two potential applications for tDCS in the therapeutic arsenal for depression: in primary care settings and as a non-pharmacological, neuromodulatory therapy for depression.CS1 maint: multiple names: authors list () Julian Mutz, Vijeinika Vipulananthan, Ben Carter, René Hurlemann, Cynthia H Y Fu, Allan H Young (2019). "Comparative efficacy and acceptability of non-surgical brain stimulation for the acute treatment of major depressive episodes in adults: systematic review and network meta-analysis". BMJ. 364: l1079. doi:10.1136/bmj.l1079. PMC 6435996. PMID 30917990. we found tDCS to be efficacious across outcomes in both pairwise and network meta-analyses.CS1 maint: multiple names: authors list ()  ومع ذلك، هناك أدلة متناقضة حول فائدة استخدامه عند الأشخاص السليمين لتحسين الأداء المعرفي. إذ وجدت عدة أبحاث أدلة تشير لتطورات معرفية بسيطة وذات دلالة هامة.Horvath, Jared; Forte, Jason; Carter, Olivia (2015). "Evidence that transcranial direct current stimulation (tDCS) generates little-to-no reliable neurophysiologic effect beyond MEP amplitude modulation in healthy human subjects: A systematic review". Neuropsychologia. 66: 213–36. doi:10.1016/j.neuropsychologia.2014.11.021. PMID 25448853. Horvath, Jared; Forte, Jason; Carter, Olivia (2015). "Quantitative Review Finds No Evidence of Cognitive Effects in Healthy Populations From Single-session Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS)". Brain Stimulation. 8 (3): 535–50. doi:10.1016/j.brs.2015.01.400. PMID 25701175.  بينما لم تجد الأبحاث الأخرى أي دليل على الإطلاق، على الرغم من أن إحداها قد انتُقدت بسبب تجاهل تأثيرات ضمن العينة وأدلة تجارب الجلسات المتعددة للتنبيه باستخدام التيار المباشر عبر القحف. لا يوجد أي دليل جيد لفائدة التنبيه باستخدام التيار المباشر عبر القحف في قصور الذاكرة في  مرض باركنسون  و مرض آلزهايمر والفصام والألم غير المتعلق بالاعتلال العصبي، أو في تحسين وظيفة الطرف العلوي بعد السكتة.

 الاستخدامات الطبية 
في عام 2015، وجد المعهد الوطني للصحة وتفوق الرعاية البريطاني أن التنبيه باستخدام التيار المباشر عبر القحف آمن وفعال في معالجة الاكتئاب، على الرغم من أن تلك النقطة تحتاج لدراسات أكثر وأوسع. منذ ذلك الوقت، أُجريت عدة دراسات وتحليلات مقارنة وأضافت المزيد من الأدلة حول أمان وفعالية التنبيه باستخدام التيار المباشر عبر القحف في معالجة الاكتئاب.

هناك أيضًا أدلة بشأن فائدة التنبيه باستخدام التيار المباشر عبر القحف في علاج آلام الاعتلال العصبي بعد أذية النخاع الشوكي وتحسين تقييمات أنشطة الحياة اليومية بعد السكتة.

 الآثار الضارة وموانع الاستخدام 
لا يجب  تطبيق التنبيه باستخدام التيار المباشر عبر القحف على الأشخاص الأكثر عرضة لحدوث الاختلاجات، مثل الأشخاص المصابين بالصرع.Nitsche, Michael A.; Cohen, Leonardo G.; Wassermann, Eric M.; Priori, Alberto; Lang, Nicolas; Antal, Andrea; Paulus, Walter; Hummel, Friedhelm; Boggio, Paulo S.; Fregni, Felipe; Pascual-Leone, Alvaro (2008). "Transcranial direct current stimulation: State of the art 2008". Brain Stimulation. 1 (3): 206–23. doi:10.1016/j.brs.2008.06.004. PMID 20633386. 

في عام 2017، عندما رُفع التنبيه إلى 60 دقيقة و4 أمبير لمدة أسبوعين، ظهرت آثار ضارة شملت تهيج الجلد، والوبصة (فوسفين) في بداية التنبيه، والغثيان، والصداع، والدوخة، والحكة تحت المساري. لم تُعرف الآثار الضارة للمعالجة المديدة حتى عام 2017. يحدث الغثيان بشكل أكثر شيوعًا عندما توضع المساري فوق القسم الخشائي من العظم الصدغي لتنبيه الجهاز الدهليزي. وتحدث الوبصة (ومضات ضوئية لحظية) في حال وضعت المساري بالقرب من العين.Poreisz, Csaba; Boros, Klára; Antal, Andrea; Paulus, Walter (2007). "Safety aspects of transcranial direct current stimulation concerning healthy subjects and patients". Brain Research Bulletin. 72 (4–6): 208–14. doi:10.1016/j.brainresbull.2007.01.004. PMID 17452283. 

أكملت الدراسات تحديد كثافة التيار الكهربائي التي تُحدث أذية دماغية صريحة عند الجرذان. إذ تسبب كثافة التيار 142.9 A/m2  التي توصل شحنة بكثافة 52400 C/m2 أو أعلى آفات دماغية عند الجرذان. ويعتبر ذلك أعلى بقيمتين أسيتين من البروتوكولات التي كانت تستخدم في عام 2009.Nitsche, Michael A; Liebetanz, David; Lang, Nicolas; Antal, Andrea; Tergau, Frithjof; Paulus, Walter (2003). "Safety criteria for transcranial direct current stimulation (tDCS) in humans". Clinical Neurophysiology. 114 (11): 2220–2, author reply 2222–3. doi:10.1016/S1388-2457(03)00235-9. PMID 14580622. Liebetanz, David; Koch, Reinhard; Mayenfels, Susanne; König, Fatima; Paulus, Walter; Nitsche, Michael A. (2009). "Safety limits of cathodal transcranial direct current stimulation in rats". Clinical Neurophysiology. 120 (6): 1161–7. doi:10.1016/j.clinph.2009.01.022. PMID 19403329. Bikson, Marom; Datta, Abhishek; Elwassif, Maged (2009). "Establishing safety limits for transcranial direct current stimulation". Clinical Neurophysiology. 120 (6): 1033–4. doi:10.1016/j.clinph.2009.03.018. PMC 2754807. PMID 19394269. 

 آلية العمل 
يعتبر التنبيه باستخدام التيار المباشر عبر القحف قابلًا لإحداث تغيرات قشرية حتى بعد انتهاء التنبيه من أحد الجوانب الخاصة. تعتمد مدة هذه التغيرات على مدة التنبيه وشدته. إذ تزداد تأثيرات التنبيه بازدياد مدة التنبيه وبازدياد قوة التيار. الآلية التي يغير بها التنبيه وظيفة الدماغ هي إما عبر إحداث إزالة الاستقطاب أو فرط الاستقطاب لجهد راحة غشاء العصبون. عند التنبيه الإيجابي (التنبيه المصعدي)، يسبب التيار إزالة استقطاب جهد راحة الغشاء، والذي يزيد من الاستثارية العصبونية ويسمح بزيادة القدح التلقائي للخلايا. وعند التنبيه السلبي (التنبيه المهبطي)، يسبب التيار فرط استقطاب جهد راحة الغشاء، ما يخفض من استثارية العصبون بسبب انخفاض القدح التلقائي للخلايا.Nitsche, M. A.; Paulus, W. (2000). "Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation". The Journal of Physiology. 527 (3): 633–639. doi:10.1111/j.1469-7793.2000.t01-1-00633.x. PMC 2270099. PMID 10990547. 

يُقترح دعم التنبيه باستخدام التيار المباشر عبر القحف للتأييد طويل الأمد والتخميد طويل الأمد.

 العملية 
يعمل التنبيه باستخدام التيار المباشر عبر القحف من خلال إرسال تيار منخفض ومستمر عبر المساري. عند وضع المساري في مناطق محددة، يحث التيار الكهربائي على جريان تيار داخل المخ. يؤدي تدفق هذا التيار إما إلى زيادة أو تقليل الاستثارية العصبونية في المنطقة المحددة التي تُحفز بناءً على نوع التحفيز المستخدم. يؤدي هذا التغير في الاستثارية العصبونية لتحفيز وظيفة الدماغ، والتي قد تستخدم في معالجات متعددة بالإضافة لتقديم معلومات إضافية حول وظيفة الدماغ البشري.

 القطع 
يعتبر التنبيه باستخدام التيار المباشر عبر القحف تقنية بسيطة إذ تحتاج لبضعة قطع فقط. تتضمن مسريين وجهازًا يعمل على البطارية لتوصيل التيار المستمر. قد يستخدم أيضًا التحكم البرمجي في التجارب التي تحتاج لجلسات متعددة باستخدام أنواع تنبيه مختلفة إذ يبقى نوع التنبيه مجهولًا بالنسبة للمتطوع والمجرب معًا. يملك كل جهاز مصعدًا، قطبًا مشحونًا بشحنة إيجابية، ومهبطًا، قطبًا مشحونًا بشحنة سلبية. يوصف التيار (تقليديًا) بأنه جريان من المصعد الموجب، عبر النسيج الواصل المتداخل، إلى المهبط، ليصنع دارة. يبدأ جريان التيار في الدارات الكهربائية التقليدية المصنوعة من الأسلاك المعدنية من خلال حركة الإلكترونات المشحونة سلبًا، التي تجري فعليًا من المهبط إلى المصعد. لكن، في الأنظمة الحيوية -مثل الرأس- يبدأ التيار عادةً من خلال جريان الشوارد، التي قد تكون مشحونة سلبًا أو إيجابًا (تجري الشوارد الإيجابية باتجاه المهبط؛ تجري الشوارد السلبية باتجاه المصعد). يتحكم الجهاز بالتيار بالإضافة لتحكمه بمدة التنبيه.Sparing, Roland; Mottaghy, Felix M. (2008). "Noninvasive brain stimulation with transcranial magnetic or direct current stimulation (TMS/tDCS)—From insights into human memory to therapy of its dysfunction". Methods. 44 (4): 329–37. doi:10.1016/j.ymeth.2007.02.001. PMID 18374276. 

 التركيب 
يجب تجهيز كلا المساري والجلد من أجل عملية تركيب جهاز التنبيه باستخدام التيار المباشر عبر القحف. يتطلب ذلك التأكد من وجود مقاومة ضعيفة للاتصال ما بين الجلد والمسرى. يعتبر وضع المساري الحذر عاملًا أساسيًا لنجاح تقنية التنبيه باستخدام التيار المباشر عبر القحف. توجد عدة أحجام للبادات المساري ويتمتع كل حجم منها بميزات خاصة. تحقق المساري ذات الأحجام الصغيرة تنبيهًا مركزًا على موقع ما بينما تضمن المساري الكبيرة تنبيه كامل المنطقة المدروسة. ينجم عن وضع المساري في أماكن خاطئة في حال كان موقعًا مختلفًا أو عدة مواقع مختلفة عن المراد تنبيهها نتائج مغلوطة. يوضع أحد المساري على المنطقة المراد دراستها ويوضع المسرى الآخر، المسرى الدليل، في موقع آخر لتكتمل الدارة.Datta, Abhishek; Bansal, Varun; Diaz, Julian; Patel, Jinal; Reato, Davide; Bikson, Marom (2009). "Gyri-precise head model of transcranial direct current stimulation: Improved spatial focality using a ring electrode versus conventional rectangular pad". Brain Stimulation. 2 (4): 201–7, 207.e1. doi:10.1016/j.brs.2009.03.005. PMC 2790295. PMID 20648973. 

يوضع عادةً المسرى الدليل على العنق أو الكتف في الطرف المعاكس لجهة المنطقة المدروسة. يفيد تحديد موقع المنطقة المراد دراستها في حال كانت صغيرة باستخدام تقنيات التصوير الدماغي مثل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي أو التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني. يمكن بدء التنبيه في حال وضعت المساري بشكل صحيح. تملك العديد من الأجهزة ميزات إضافية تسمح بالازدياد التدريجي للتيار أو زيادة التيار على مراحل حتى الوصول للتيار المطلوب. تخفف هذه الميزة من آثار حجم التنبيه التي يشعر بها الشخص الذي يتلقى تنبيهًا باستخدام التيار المباشر عبر القحف. بعد بدء التنبيه، يستمر التيار بحسب المدة المحددة عبر الجهاز ثم يتوقف بشكل آلي. ظهر نوع جديد مؤخرًا من الأجهزة يسمح باستخدام عدة مسارٍ هلامية صغيرة الحجم عوضًا عن استخدام لبادتي مسريين كبيرين من أجل استهداف بنى قشرية محددة. يدعى هذا النوع التنبيه باستخدام التيار المباشر عالي الدقة عبر القحف (إتش دي-تي دي سي إس). وقد وُجد في دراسة استكشافية أن التنبيه عالي الدقة يسبب استثارية أكبر وأطول مدة للقشرة المحركة من التنبيه التلقائي.Viganò, Alessandro; d'Elia, Tullia Sasso; Sava, Simona Liliana; Auvé, Maurie; De Pasqua, Victor; Colosimo, Alfredo; Di Piero, Vittorio; Schoenen, Jean; Magis, Delphine (2013). "Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) of the visual cortex: A proof-of-concept study based on interictal electrophysiological abnormalities in migraine". The Journal of Headache and Pain. 14 (1): 23. doi:10.1186/1129-2377-14-23. PMC 3620516. PMID 23566101. Borckardt, Jeffrey J.; Bikson, Marom; Frohman, Heather; Reeves, Scott T.; Datta, Abhishek; Bansal, Varun; Madan, Alok; Barth, Kelly; George, Mark S. (2012). "A Pilot Study of the Tolerability and Effects of High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation (HD-tDCS) on Pain Perception". The Journal of Pain. 13 (2): 112–20. doi:10.1016/j.jpain.2011.07.001. PMID 22104190. Kuo, Hsiao-I.; Bikson, Marom; Datta, Abhishek; Minhas, Preet; Paulus, Walter; Kuo, Min-Fang; Nitsche, Michael A. (2013). "Comparing Cortical Plasticity Induced by Conventional and High-Definition 4 × 1 Ring tDCS: A Neurophysiological Study". Brain Stimulation. 6 (4): 644–8. doi:10.1016/j.brs.2012.09.010. PMID 23149292. 

 أنواع التنبيه 
هناك ثلاثة أنواع مختلفة من التنبيه: المصعدي، المهبطي، والزائف أو المقلد. يزيد التنبيه المصعدي ذو الشحنة الموجبة من الاستثارية العصبونية للباحة المحفَزة. ويخفض التنبيه المهبطي ذو الشحنة السالبة من الاستثارية العصبونية للباحة المحفزة. يعالج التنبيه المهبطي الأمراض النفسية التي تنجم عن فرط النشاط لباحة ما من الدماغ. يستخدم التنبيه الزائف للتحكم بالتجارب. يرسل التنبيه الزائف تيارًا لحظيًا ثم يتوقف حتى نهاية مدة التنبيه. لا يعرف الشخص المتلقي أنه لا يتلقى أي تنبيه طوال مدة التنبيه الزائف. يمكن مقارنة نتائج المتطوعين الذين تعرضوا للتنبيه الزائف مع المتطوعين الذي تعرضوا للتنبيه المصعدي أو المهبطي، وبذلك يمكن للباحثين رؤية مدى تأثير التنبيه بالتيار المباشر الحاصل، عوضًا عن استخدام التأثير الإيحائي.Nitsche, Michael A.; Nitsche, Maren S.; Klein, Cornelia C.; Tergau, Frithjof; Rothwell, John C.; Paulus, Walter (2003). "Level of action of cathodal DC polarisation induced inhibition of the human motor cortex". Clinical Neurophysiology. 114 (4): 600–4. doi:10.1016/S1388-2457(02)00412-1. PMID 12686268. 

 المراجع 

تصنيف:أجهزة طبية
تصنيف:تقنية عصبية
تصنيف:تنبيه عصبي
تصنيف:علاج كهربائي
تصنيف:علاجات طبية
تصنيف:علم الوظائف العصبية للأعضاء