גרייה מוחית בזרם ישר - Transcranial direct current stimulation

מתוך ויקירפואה

הופניתם מהדף גרייה מוחית בזרם ישר לדף הנוכחי.
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
גרייה מוחית בזרם ישר
Transcranial direct current stimulation
יוצר הערך ד"ר אלכסנדר טייטלבאום, פרופ' לאון גרינהאוס
TopLogoR.jpg
 

לערכים נוספים הקשורים לנושא זה, ראו את דף הפירושיםגרייה מוחית

tDCS ‏(Transcranial Direct Current Stimulation) היא שיטת גירוי מוחי לא פולשנית המבוססת על שימוש בזרם חשמלי ישר בעוצמה חלשה העובר דרך הקרקפת במטרה לשנות את הרגישות העצבית 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 (Electro-physiology) 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.

תוכן עניינים

אפידמיולוגיה

התוויות לביצוע ההליך

tDCS עדיין לא קיבל אישור לשימוש קליני מרשויות מורשות, לכן מדובר כעת בשימוש מחקרי בלבד. יש מקום לשימוש בשיטת גרייה מוחית זו במגוון הפרעות עצביות-פסיכיאטריות הכוללות כפיון, מחלת פרקינסון, אירוע מוחי, כאבים מתמשכים ממקור מרכזי, דאבת שרירים (Fibromyalgia), דיכאון, שסעת (Schizophrenia) ואחרים, שבהם קיימות הפרעות ברגישות עצבית בקליפת המוח.

בהשוואה לגרייה מגנטית למח קל יותר לערוך מחקרים מבוקרים עם גירויי אינבו (Sham stimulation) עם tDCS, מכיוון ש-tDCS בדרך כלל גורם רק לתחושת עקצוץ קלה מתחת לאלקטרודה ב-60-30 שניות ראשונות של הטיפול ובהמשך היא נעלמת במהירות, אפשר לערוך גריות אינבו בפשטות דרך כיבוי המכשיר לאחר כ-30 שניות של גרייה פעילה. יש לציין, שבמכשירים שקיימים היום בשוק, אופציה של גריית אינבו יכולה להיות מתוכנתת מראש, דבר שמקל את ביצוע המחקרים עם סמיות כפולה (Double-blind).

מטרת ההליך

Lang ‏[1] מצא תגובה מוגברת בקליפה התנועתית בפלג מח שעברה גרייה חשמלית דרך האנודה (Anode) והיחלשות תגובה אחרי tDCS דרך הקטודה (Catode). אפשר לשפר את התפקודים התנועתיים של היד השלטת דרך גרייה חשמלית של קליפת מח תנועתית בפלג המח הלא שלט. במחקר מבוקר עם סמיות כפולה ושימוש בגריית אינבו של Hummel‏ [2], גרייה חשמלית של אזורים תנועתיים גרמה לשיפור תפקודים תנועתיים אצל מטופלים הסובלים מאירוע מוחי מתמשך. במחקר אחר של Fregni ‏[3] דיווחו מטופלים הסובלים מכאבים אחרי פגיעה חבלתית של עמוד השדרה, על שיפור בעוצמת הכאבים אחרי 5 טיפולי גרייה חשמלית של קליפה תנועתית דרך אנודה. במחקר מבוקר אחר של אותו חוקר גרמה גרייה אנודלית של אזורים תנועתיים של קליפת המוח לשיפור בתפקודים התנועתיים אצל חולים הסובלים ממחלת פרקינסון. בדומה לאזורים התנועתיים של קליפת המח, מחקרים גילו השפעה דו-מצבית של גרייה חשמלית אנודלית וקטודלית על אזורים קליפתיים ראייתיים וחישתיים-תנועתיים.

ל-tDCS קיימת יכולת של כלי לא פולשני נוסף לגרייה ואיפנון עצבי מוחי. עקרונות אפשריים שלו הם: יעילות במיוחד בדיכאון, יכולת ייחודית לגרום לעוררות מתחת למוליך אחד בו-זמנית עם עיכוב עצבי מתחת למוליך השני, פשטות בשימוש, בטיחות, קלות ביצוע של גריית אינבו. שימוש בשילוב עם טיפול תרופתי או שיטות גרייה מוחית אחרות יכולות להרחיב ולהאריך השפעות טיפוליות ולשפר את הסגוליות והבררנות של הטיפול.

בחירת המטופלים

מטופלים שאינם מתאימים לביצוע הניתוח/הליך

צריך להיזהר מאוד בשימוש בשיטת גרייה מוחית זאת כאשר קיימים פגמים בגולגולת, כאשר אין מגע מספק בין מוליך וקרקפת, כאשר מטופל סובל ממחלות עור חריפות באזור הקרקפת או נמצא במצב גופני-עצבי לא יציב. יש להימנע מלשים מוליכים ליד שתלים מתכתיים.

סוגי הניתוח\ההליכים ותיאורם

Stimulation02.jpg
Stimulation03.jpg

בנהלים הנוכחים של tDCS משתמשים בזרם חשמלי בחוזק של mA ‏1-2 בניגוד לחוזק בין μA‏ 150‏ ו- μA ‏500 במחקרים בשנות השישים. משתמשים במוליכים מספוג מורטבים במים או תמיסת מלח הפיזיולוגית ולא במוליכים חמשליים בכדי למנוע תהליך של אלקטרוליזה (Electrolysis). לעתים יש צורך להכנה של קרקפת להורדת התנגדות חשמלית. גודל של מוליכים נע בין 25 ל-35 ס"מ מרובה. הצפיפות של הזרם החשמלי משתנה בין ma/cm2 ‏0.029 ל-ma/cm2‏ 0.08. שימוש במוליכים יחסית גדולים מוריד מקומיות של פעולה על אזורים מסויימים של קליפת המוח. כדי לשפר את דיוק ההשפעה, אפשר להוריד את גודל המוליכים. בהרבה מחקרים מבצעים tDCS כאשר שני מוליכים נמצאים על הקרקפת (Bipolar tDCS) ושניהם בעלי השפעה חשמלית-פיזיולוגית על המוח. זאת אומרת, שגם מוליך ייחוס (Reference electrode) יכול לגרום לאיפנון (Modulation) עצבי 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 עצביות, אך נוסף על כך, צפיפות גבוהה של זרם יכולה לגרום לכאבים ולתחושות של גירויי עור לא נעימים. לכן, כדי לגרום להשפעות יותר חזקות ומתמשכות משתמשים ברוב המחקרים בהגדלת משך הפעולה. במחקרים קליניים שבדקו יעילות tDCS בדיכאון, השתמשו בטיפולים שנמשכו 20-10 דקות על בסיס יומי במשך 10-5 ימים [6] [7].

שימוש tDCS בשילוב שיטות טיפול אחרות

גרייה חשמלית יכולה לשנות רגישות של תאי העצב במוח ולעשות אותם יותר או פחות רגישים להשפעת גרייה מגנטית למח. יתרה מזאת, גרייה חשמלית המקדימה גרייה מגנטית משנה השפעות של גרייה מגנטית למח לכיוון הפוך, זאת אומרת שאחרי גרייה אנודלית שמעלה עוררות של תאי עצב בקליפת המח התנועתית, תגרום הגרייה המגנטית להשפעה של עיכוב. לעומת זאת, גרייה מגנטית אחרי גרייה חשמלית מקדימה דרך קטודה תגרום לעלייה בעוררות עצבית. איפנון תרופתי של השפעות של tDCS מהווה אפשרות לשפר את דיוק השפעתו על אזורים ומבנים קליפתיים מסוימים. למשל, Carbamazepine, מעכב תעלות נתרן או Sibelium ‏(Flunarizine), מעכב תעלות סידן, מבטלים השפעות לטווח קצר וארוך של גרייה חשמלית אנודלית ולא משנה בכלל אם היו השפעות של גרייה קטודלית. Lorivan‏ (Lorazepam)‏, D-Cycloserine או אמפטמין (Amphetamine) יכולים לשפר יעילות טיפולית של גרייה חשמלית אנודלית.

תוצאות הניתוח\ההליך ההתערבותי

tDCS שונה באיכותה מגישות של גירוי מוחי אחרות, כמו גרייה מגנטית למח וגרייה חשמלית למח (TES, ‏ Transcranial Electrical Stimulation), בכך שאינו גורם לפוטנציאל פעולה (Action potential) בקרומי תאי העצב, אך משנה רגישות עצמונית של תאי העצב במוח דרך נטילת קיטוב או קיטוב יתר (Depolarization or hyperpolarization) של פוטנציאל מנוחה (Resting potential) של קרום התא. יכולת של tDCS לגרום לשינוי של פעילות החשמלית של קרום תאים תלויה בצפיפות הזרם החשמלי שמשתנה בהתאמה לחוזק של הזרם, עוצמת הזרם וקוטביות המוליכים החשמליים. ככל שצפיפות זרם חשמלי ומשך השפעתו גדולים יותר, כך גדלה השפעתו על המוח. זרם חשמלי ב-tDCS הוא ישר בניגוד לזרם חילופין במקרה של נזעי חשמל, זאת אומרת שחשמל זורם בכיוון אחד, מאנודה (מוליך חשמלי חיובי) לקטודה (מוליך חשמלי שלילי). עד היום הוספו ידיעות חזקות על כך שתאי העצב מתחת לאנודה עוברים תהליך של עירור (Excitation) ואלו ששוכבים מתחת לקטודה עוברים תהליך של דיכוי (Inhibition)‏ [3]. ההשפעות של tDCS על תאי העצב במוח, כנראה, קשורים לשינויים בפעילות העצבית דרך מנגנונים שונים הכוללים שינויים בחלבוני קרומי התאים, הפעלת תעלות נתרן, שינוי באיזון חומצה-בסיס, שינויים של גמישות מצמדית (Synaptic plasticity), השפעה על רמות של מוליכים עצביים (Neurotransmitters) וקולטני גלוטמט (Glutamate), דופמין (Dopamine),‏ [4] ו-GABA ‏(Gamma-Aminobutyric Acid)‏ [5].

השפעה על תפקודים קוגניטיביים

על פי תוצאות מעט המחקרים שעסקו בתחום, tDCS יכולה גם לשפר וגם להפריע לתפקודים הקוגניטיביים. גרייה אנודלית באזורים קדם-מצחיים (Prefrontal) משמאל משפרת למידה וזיכרון עבודה. ‏[4] [5] גרייה דו-מצחית ( עם אנודה על אזור קדם-מצחי משמאל או ימין וקטודה על הצד ההפוך מורידה התנהגות עם נטילת סיכונים וזמן תגובה במהלך משימה של זיכרון עבודה ‏[6].

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 שיטתי רב, חוסר ידע על מיקום מיטבי של מוליכים, עוצמת הזרם חשמלי ומשך הגרייה. מיקום המוליכים במחקרים הישנים היה כמה שיותר קרוב לעיניים במטרה להשיג גרייה של גזע המוח, המח התיכון. במחקרים הישנים השתמשו במוליכים קטנים 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 קדם-מצחי משמאל (DLPFC, ‏Dorsolateral Left Prefrontal Cortex), משתמשים במוליכים גדולים בהרבה, 35-25 סמ"ר, עוצמת הזרם Ma ‏2-1 ומשך גרייה של 20-10 דקות בכל טיפול.

במחקר מבוקר עם גריית אינבו וסמיות כפולה של Fregni‏ [7] [8] קיבלו 10 מטופלים הסובלים מדיכאון קשה (Major depression)‏, 5 טיפולים יום כן יום לא לסירוגין. בקבוצת המחקר נצפה שיפור מרשים עם 69% ירידה ב סולם הדיכאון של המילטון (Hamilton depression rating scale) לעומת 30% בקבוצת ביקורת.

במחקר של Boggio‏ [8] הירידה בסולם 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 20 מ"ג על בסיס התוויה פתוחה הביאה לתגובה טיפולית זהה בשתי הקבוצות עם השפעה מהירה יותר בקבוצה שקיבלה גרייה חשמלית. לא נצפו תופעות לוואי בולטות או רציניות פרט לכאבי ראש חולפים, עקצוץ ואדמומיות בעור.

סיבוכים

ניסיון רב על חיות ובני אדם וידע עייוני בתחום מצביעים על כך שנהלים 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 למוליכים, כאבי ראש נדירים, עייפות ובחילות קלות [9].

ייצור רעלים כימיים כתוצאה מתהליך של אלקטרוליזה מתחת למוליכים במהלך שימוש חוזר יום-יומי ב-tDCS יכול לגרום במקרים מסוימים לגירוי עור, אף על פי ששימוש במוליכים מספוג לרוב מונע פגיעות עור משמעותיות. אין עדות שטיפול ב-tDCS גורם להתחממות של אלקטרודות או מעלה רמות של אנולאז ייחודי לעצב (Neurone-specific enolase), אנזים המשמש מדד רגיש של פגיעה עצבית. על פי בדיקות שבוצעו בעזרת תהודה מגנטית, ‏tDCS אינו גורם לבצקת ברקמת המוח, ולא משנה את תפקודו של מחסום הדם-מוח (Blood-brain barrier). גרייה על ידי tDCS בנהלים 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 בנהלים של טיפול במטופלים הסובלים מדיכאון.

אין עדות, נכון להיום, שחשיפה ל-tDCS יכולה לגרום להתכווצויות. ביצוע של tDCS על פי נהלים 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 [10].

שימוש בעוצמות חזקות של צפיפות זרם חשמלי יכול לגרום לכאבים באזורי עור שמתחת לאלקטרודות. יש להזהיר מטופל מפני הופעת תופעות לוואי אפשריות.

פרוגנוזה

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
  1. 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
  2. שםהערה10
  3. 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
  4. Kincses TZ. Facilitation of probabilistic classification learning by transcranial direct current stimulation of the prefrontal cortex in human. Neuropsychologia 2004;42:113-117
  5. Fregni F, et al. Anodal transcranial direct current stimulation of the prefrontal cortex enhances working memory. Exp Brain Res 2005;166:23-30
  6. 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
  7. Fregni F, et al. Treatment of major depression with transcranial direct current stimulation. Bipolar Disord 2006;8:203-204
  8. 8.0 8.1 Boggio PS, et al. A randomized, double blind clinical trial on the efficacy of cortical direct current stimulation for the treatment of major depression. Int J Neuropsychopharmacol 2008;11:249-254
  9. Poreisz C, et al. Safety aspects of transcranial direct current stimulation concerning healthy subjects and patients. Brain Res Bul 2007;72:208-214
  10. 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

קישורים חיצוניים


המידע שבדף זה נכתב על ידי ד"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 (יוצר\י הערך)



פורסם בכתב העת Psychiatry Updates, אפריל 2009, גיליון מס' 3, מדיקל מדיה