Исследование переносимости, безопасности и слепого метода в 1032 сеансах транскраниальной электрической стимуляции для детей и подростков с нейропсихиатрическими и нейроразвитием

Введение

Транскраниальная электрическая стимуляция (тЭС) быстро становится перспективным нейронаучным методом, вызывающим растущий интерес в области нейронаук и клинических исследований. Этот неинвазивный метод включает применение контролируемых электрических токов к коже головы, предлагая гибкий способ модуляции мозговой активности и лечения различных неврологических и нейропсихиатрических расстройств.

Транскраниальная стимуляция постоянным током (тДКС)

На сегодняшний день наиболее широко используемой техникой тЭС является транскраниальная стимуляция постоянным током (тДКС). тДКС — это зависимая от полярности техника, состоящая из непрерывного электрического тока (обычно от 0,5 до 2 мА), подаваемого через два или более электродов, обычно включающих анод и катод. В общем, анодная тДКС увеличивает возбудимость областей мозга, вызывая деполяризацию мембранного потенциала, тогда как катодная тДКС оказывает противоположное действие, ингибируя корковую возбудимость. Исследования показали, что воздействие тДКС приводит к снижению уровня гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) и повышению концентрации фактора роста мозга (BDNF), индуцируя нейропластичность.

Транскраниальная стимуляция шумовым током (тШС)

Другая техника тЭС, набирающая популярность, — это транскраниальная стимуляция шумовым током (тШС). тШС — это независимая от полярности техника, которая включает подачу низкоинтенсивного тока через два или более электродов с интенсивностью, случайно колеблющейся (например, ± 0,5 мА) в широком диапазоне частот (от 0,1 до 640 Гц). тШС работает, внося шум в сигнал, который сам по себе слишком слаб, чтобы преодолеть определенный порог. Это явление известно как стохастический резонанс. Однако точные механизмы действия тШС на нейронном уровне все еще являются предметом обсуждения.

Обзор предыдущих исследований

Большинство исследований, связанных с применением тЭС, включают взрослых с психиатрическими или неврологическими расстройствами. Хотя обнадеживающие результаты начинают появляться в лечении специфических расстройств у детей, процент исследований тЭС, проведенных на детях и подростках, составляет всего около 8% от общего числа. Несмотря на то, что эти техники являются «неинвазивными», они все же могут вызывать побочные эффекты. Обеспечение переносимости и безопасности любого экспериментального лечения является ключевым для успешной переносимости экспериментальных методов лечения из контролируемых исследовательских условий в реальные клинические применения.

Методы

Участники и процедуры

В исследование были включены данные о переносимости, безопасности и слепом методе из трех различных клинических испытаний, применявших тЭС у детей и подростков с нейропсихиатрическими и нейроразвитием. Все исследования проводились в I.Re.Ne Lab (Лаборатория инноваций и реабилитации в нейроразвитии) в рамках Детского и подросткового нейропсихиатрического отделения Детской больницы Бэмбино Джезу в Риме. Все participants и их семьи были полностью проинформированы о процедурах и целях экспериментов и подписали информированное согласие перед участием.

Интервенции

Во всех условиях и техниках в каждом эксперименте стимуляция осуществлялась с помощью батарейного стимулятора (Brain-Stim stimulation by E.M.S. S.R.L-Bologna, Italy), используя прямоугольные (тДКС эксперименты) или круглые (тШС эксперимент) идентичные, пропитанные солевым раствором, губчатые электроды площадью 25 см². Для минимизации раздражения на поверхность губки наносилось небольшое количество (1/8 дюйма) геля-крема. Кроме того, перед началом каждого сеанса стимуляции проверялось сопротивление электродов, чтобы убедиться, что оно оставалось ниже 10 кОм. Продолжительность стимуляции не превышала 20 минут, а интенсивность тока не превышала 1 мА. Как участники, так и их семьи оставались вслепых относительно условий (активное или плацебо) сеансов тЭС.

Результаты

Частота и типы побочных эффектов

Ни один участник не сообщил о серьезных побочных эффектах в любом эксперименте (Эксперимент 1, Эксперимент 2, Эксперимент 3) и условиях (активное и плацебо). Ни один участник не прекратил участие в исследовании или не был исключен по причинам переносимости и безопасности. В целом, сообщалось только о побочных эффектах, классифицированных как «легкие». Из 1032 сеансов тЭС, по крайней мере, один легкий побочный эффект возник в 241 сеансе. Наиболее часто встречающимся побочным эффектом был зуд (169 сеансов), за ним следовали боль (56 сеансов) и «другие симптомы» (47 сеансов), которые были дополнительно разделены на проблемы с концентрацией (18 сеансов), сонливость (17 сеансов), покалывание (11 сеансов) и ощущение тепла (1 сеанс). Наименее распространенным побочным эффектом было ощущение жжения (24 сеанса).

Сравнение побочных эффектов между активными и плацебо сеансами

Из 528 активных сеансов тЭС, по крайней мере, один побочный эффект возник в 151 сеансе (28,60%). В то время как из 504 плацебо сеансов тЭС, по крайней мере, один побочный эффект возник в 90 сеансах (17,86%). Значительная разница была обнаружена между активными и плацебо сеансами в частоте сеансов, в которых по крайней мере один легкий побочный эффект возник, указывая на то, что активное состояние имело более высокую вероятность испытать по крайней мере один легкий побочный эффект в любом из сеансов, в которых участвовали участники.

Сравнение побочных эффектов между типами тЭС: тДКС и тШС

В целом, из 772 сеансов тДКС, по крайней мере, один побочный эффект возник в 129 сеансах (16,71%), тогда как из 260 сеансов тШС, по крайней мере, один легкий побочный эффект возник в 112 сеансах (43,08%). Значительная разница была обнаружена между сеансами тДКС и тШС в частоте сеансов, в которых возник по крайней мере один легкий побочный эффект, указывая на то, что тДКС имел более низкую вероятность индуцирования по крайней мере одного побочного эффекта в сеансах. В отношении тДКС, по крайней мере, один побочный эффект возник в 79 сеансах (21,47%) из 368 активных сеансов, тогда как по крайней мере один легкий побочный эффект возник в 50 сеансах (12,38%) из 404 плацебо сеансов. Значительная разница была обнаружена между активными и плацебо сеансами тДКС в частоте сеансов, в которых возник по крайней мере один легкий побочный эффект, указывая на то, что активное состояние тДКС имело более высокую вероятность испытать по крайней мере один побочный эффект в сеансах. В отношении тШС, по крайней мере, один побочный эффект возник в 72 сеансах (45%) из 160 активных сеансов, тогда как по крайней мере один побочный эффект возник в 40 сеансах (40%) из 100 плацебо сеансов. Нет значительной разницы между активными и плацебо сеансами тШС в частоте сеансов, в которых возник по крайней мere один побочный эффект.

Сравнение побочных эффектов на основе демографических характеристик

Нет разницы между мужчинами и женщинами в частоте участников, сообщивших о по крайней мере одном легком побочном эффекте в любом из сеансов, в которых они участвовали. Нет разницы между детьми и подростками в частоте участников, сообщивших о по крайней мере одном легком побочном эффекте в любом из сеансов, в которых они участвовали.

Сравнение побочных эффектов на основе эмоционально-поведенческих симптомов

Нет разницы между участниками с пограничными/клинически значимыми баллами и участниками с неклиническими баллами в шкале проблем тревожности в частоте участников, сообщивших о по крайней мере одном легком побочном эффекте в любом из сеансов, в которых они участвовали. Нет разницы между участниками с пограничными/клинически значимыми баллами и участниками с неклиническими баллами в шкале соматических проблем в частоте участников, сообщивших о по крайней мере одном легком побочном эффекте.

Эффективность процедур слепого метода

Из 89 участников, 39 правильно определили свое условие лечения (активное или плацебо), 42 не определили свое условие лечения, и 8 не смогли дать ответ. Из 63 участников в группе тДКС, 35 правильно определили свое условие лечения (55,55%). В то время как из 26 участников в группе тШС, 7 правильно определили свое условие лечения (26,92%). Значительная разница была обнаружена между участниками в группе тДКС и группе тШС, указывая на то, что группа тДКС имела более высокую вероятность определения своего условия лечения.

Заключение

Наше исследование предоставляет всесторонний обзор переносимости и безопасности тЭС в педиатрических популяциях. Высокий уровень переносимости и отсутствие «умеренных» или «серьезных» побочных эффектов в более чем 1000 сеансах тЭС подчеркивают общую безопасность этих техник у детей и подростков с различными клиническими состояниями. Сравнение активных и плацебо сеансов, а также тШС и тДКС, раскрывает нюансы, вызывает сомнения в некоторых предыдущих выводах и подчеркивает важность учета экспериментальных особенностей и специфики установки. Важно отметить, что исследование выявляет потенциальные факторы, влияющие как на побочные эффекты, так и на процедуры слепого метода, что требует дальнейшего исследования и усовершенствования в будущих исследованиях.