帕金森病中经颅直流电刺激对认知的影响如何随电极位置和认知领域而变化?

电极位置和认知领域如何塑造经颅直流电刺激在帕金森病中的效果,以及为什么总体试验结果看起来好坏参半。

直接答案

老实说,我们几乎一无所知。几乎没有研究直接比较一种电极放置与另一种电极放置对帕金森病认知的影响,因此该领域目前还无法说明哪种放置对哪种心理技能最好。证据确实显示,小型单一放置试验与假刺激对照试验的汇总分析之间存在差距:前者报告,当电流施加在左侧背外侧前额叶皮层并配合认知训练时,注意力、工作记忆、反应时间和反应抑制有所改善[1];后者则发现,在注意力与工作记忆、执行功能或记忆与学习方面,平均没有显著获益[3]。这种对比提示放置和认知领域可能重要,但尚未进行头对头测试。

5篇文献引用

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为什么电极位置应该重要,以及实际比较了什么

经颅直流电刺激(tDCS)在头皮上的两个电极之间通以微弱电流。放置在你想兴奋的区域上方的电极称为阳极;回流电极,即阴极,位于其他地方。由于电流沿着这两个电极片所设定的路径穿过大脑,移动它们会改变哪些组织接受最强剂量。因此,原则上,相同的设备设置可能有助于一种心理技能,而对另一种几乎无作用。

直接比较很少。一项研究在基于四名帕金森病患者MRI扫描构建的大脑模型中模拟电流,并比较了初级运动皮层(M1)上方的阳极与背外侧前额叶皮层(DLPFC)上方的阳极[2]。运动皮层放置对苍白球和丘脑底核——参与运动的深部结构——产生了更强的刺激。这是关于电流分布和预测膜兴奋性的建模结果,不是测量的认知结果,而且该研究根本没有测试认知[2]。这是现有最清晰的提示,表明放置会改变电流落点,但它没有说明哪种放置适合哪个认知领域。

现有的认知试验大多使用单一安排。在一项试点随机试验中,阳极位于左侧DLPFC上方,阴极位于右侧眶上区域、眼睛上方,同时患者进行认知训练[1]。没有测试第二种放置,因此该设计无法将该蒙太奇的效果与训练的效果或tDCS的一般效果区分开来。

测试了哪些认知技能,结果看起来如何

该试点试验用计算机任务测量了四种技能:注意力、工作记忆、反应时间和反应抑制(停止已启动反应的能力)。32名患者被分为真刺激加认知训练或假刺激加相同训练,每组各十次[1]。两组在所有四种技能和日常生活活动方面的得分随时间均有改善,作者得出结论,与单独训练相比,主动tDCS加训练可以促进改善[1]。由于试验规模小且为单盲,该结论最好解读为有希望而非已确定。

汇总证据描绘出更平淡的图景。一项对12项随机假刺激对照试验、涵盖263名患者的荟萃分析发现,主动与假tDCS在注意力与工作记忆、执行功能或记忆与学习方面没有显著差异[3]。作者还报告研究间存在很大差异,其探索性分析提示小的正效应主要出现在症状较轻的年轻患者中[3]。另一项系统综述报告记忆和反应时间有所改善,但其可获得的摘要未说明是哪些放置产生了这些效果[5]。

综合来看,领域特异性主张依赖于使用一种额叶放置的小型试验,而跨试验的平均值接近于零。这种模式与获益集中在特定患者或特定设置中而非统一的认知提升相一致,尽管证据尚不能证实这一解释。

将刺激与认知训练配对会改变情况吗?

其中几项研究在认知训练期间而非静息时提供tDCS,理由是刺激一个正在参与任务的大脑区域可能会增强该活动[1][4]。一篇关于这种联合方法的综述将tDCS描述为帕金森病认知障碍的一种潜在安全有效的策略,同时指出在临床使用前需要更多研究[4]。该试点试验是这种联合实践的一个例子,在45分钟的训练课程期间给予刺激[1]。

这对解释放置很重要。如果获益取决于在某个区域工作时刺激它,那么有用的放置是与所训练技能相匹配的放置,而不仅仅是到达最深结构的放置。建模比较倾向于运动皮层放置以到达深部运动靶点[2],但这一逻辑不能自动转移到针对注意力或记忆的前额叶放置。本组中没有研究直接测试这种匹配。

读者应如何理解选择放置

目前,左侧DLPFC阳极加右侧眶上阴极是在帕金森病中拥有最直接认知支持的安排,并且主要与认知训练一起、主要在小型试验中进行了测试[1]。运动皮层放置在到达运动相关深部脑结构方面有建模支持,但没有认知数据[2]。汇总的阴性结果意味着,即使是研究较多的额叶安排,在跨试验中也未能可靠地优于假刺激[3]。

实际意义是,放置是一个合理的杠杆,但尚未被证实。患者或临床医生应将某种蒙太奇可靠改善特定认知领域的说法视为未经测试,因为支持此类说法所需的头对头研究尚未进行。最有用的下一步证据将是随机分配患者到不同电极位置并在每组中测量相同认知任务的试验。

本文引用的文献

1

经颅直流电刺激联合认知训练对帕金森病患者认知功能和日常生活活动的影响:一项试点随机对照试验

在一项32名患者的试点随机假刺激对照试验中,十次2 mA tDCS,阳极位于左侧DLPFC上方,阴极位于右侧眶上区域,在认知训练期间给予,与单独训练相比,与注意力、工作记忆、反应时间、反应抑制和日常生活活动的改善相关。

2

帕金森病经颅直流电刺激中两种电极放置方法的比较

使用四名帕金森病患者基于MRI的头部模型进行的模拟发现,初级运动皮层上方的阳极刺激对苍白球和丘脑底核的刺激优于DLPFC上方的阳极刺激;该研究评估的是运动靶点,而非认知。

3

经颅直流电刺激治疗帕金森病:运动和认知效应的系统综述与荟萃分析

一项对12项随机假刺激对照试验、263名帕金森病患者的荟萃分析发现,主动与假tDCS在注意力与工作记忆、执行功能或记忆与学习方面没有显著差异,存在很大异质性,并提示在症状较轻的年轻患者中有小的正效应。

4

帕金森病中的认知训练与经颅直流电刺激

一篇综述得出结论,将认知训练与tDCS结合是帕金森病认知症状的一种有前景的方法,tDCS可能是一种安全有效的策略,同时呼吁在临床应用前进一步研究。

5

经颅直流电刺激与帕金森病认知变化:系统综述及荟萃分析和荟萃回归

一项系统综述及荟萃分析报告,tDCS在帕金森病中改善了记忆和反应时间,但其可获得的摘要未涉及电极放置的差异。