Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym w badaniach nad starzeniem

Światowa populacja starzeje się. Na przykład oczekuje się, że populacja osób starszych w Stanach Zjednoczonych podwoi się do roku 2050. Wraz z podeszłym wiekiem następuje spadek zarówno funkcji fizycznych, jak i poznawczych, a także częstsze występowanie przewlekłego bólu, chorób współistniejących i depresji. Istnieje znaczne zapotrzebowanie na nowe i ulepszone podejścia do interwencji w celu przeciwdziałania skutkom starzenia się organizmu i mózgu. Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) okazała się obiecująca w leczeniu objawów związanych z wieloma z tych problemów związanych z wiekiem poprzez nieinwazyjną bezpośrednią interwencję w funkcjonowanie mózgu. W tym badaniu podsumuje się obecny stan tDCS w badaniach nad starzeniem się i zbada potencjalne zastosowanie w starzejących się populacjach. Ponadto, omówiono kilka szczególnych kwestii dotyczących projektowania badań tDCS w starzejących się populacjach.

            Opracowanie rozpocznie się od przeglądu wpływu tDCS na pobudliwość ruchową u osób starszych. Wiele z tego, co wiadomo na temat skutków tDCS, opiera się na wcześniejszych badaniach neurofizjologii ruchowej. Ta sekcja posłuży do przeglądu podstaw naszej wiedzy na temat efektów tDCS. Następnie zostanie opisane zastosowanie tDCS w kontekście EEG i fMRI u osób starszych, podkreślając techniczne aspekty projektowania badania. Wspomniana sekcja dostarczy czytelnikowi wiedzy na temat skutków tDCS związanych z wiekiem i praktycznych rozważań ważnych dla integracji tDCS z najnowocześniejszymi pomiarami neuronowymi. Następnie rozważymy wpływ tDCS na wyniki czynnościowe u osób starszych i opiszemy szczególne rozważania dotyczące heterogeniczności populacji i różnic indywidualnych. Ten materiał ma na celu uzbrojenie czytelnika w wiedzę ważną dla rozważenia wyboru miernika wyniku funkcjonalnego w badaniach starszych dorosłych. Następnie opiszemy aktualny stan badań nad wpływem tDCS na funkcje poznawcze, przed omówieniem wpływu na funkcje ruchowe i sensoryczne. Sekcje te posłużą do wglądu w potencjalne obszary wpływu tDCS, które zasługują na przyszłe badania jako interwencje ukierunkowane na schorzenia powszechne u osób starszych. Na koniec, w rozdziale omówiono praktyczne aspekty badań tDCS u osób starszych, w tym proces wyrażania zgody, polifarmację i powszechnie stosowane leki u osób starszych, które wpływają na skutki tDCS, oraz jak zmiany w mózgu związane z wiekiem mogą wpływać na przepływ prądu. W sumie, ten rozdział dostarczy krytycznych informacji dla zrozumienia potencjalnego wpływu tDCS na starzejące się populacje, uważnego zaprojektowania badań w tej dziedzinie i krytycznej oceny badań nad tDCS w starzeniu się.           

Pobudliwość kory motorycznej w okresie starzenia się

            Stosowanie tDCS u osób starszych wymaga szczególnego uwzględnienia związanych z wiekiem zmian w mózgu, które mogą wpływać na optymalne parametry stymulacji i wyniki leczenia. Starzenie się często powoduje istotne zmiany w strukturze i funkcji mózgu, w tym mniejszą objętość mózgu, zmniejszoną grubość kory, zmienioną pobudliwość korową i funkcjonalną lateralizację aktywności kory. Zmiany strukturalne w starzejącym się mózgu (tj. zmniejszona objętość mózgu i grubość kory) zwiększają odległość między korą a skórą głowy, a także wpływają na objętość i dystrybucję płynu mózgowo-rdzeniowego w oponach mózgowych czaszki. Czynniki te mogą mieć głęboki wpływ na przewodzenie prądu elektrycznego, co z kolei może zmienić względny wpływ na tkankę neuronalną, co leży u podstaw działania tDCS . Podobnie jak w innych populacjach, skutki tDCS u osób starszych zależą od stopnia, w jakim można modyfikować pobudliwość kory. Dowody sugerują, że kora ruchowa osób starszych jest zahamowana w porównaniu z kora młodszych dorosłych, prawdopodobnie z powodu hamowania GABA-ergicznego. Jako możliwy wynik tego stanu zahamowania istnieją dowody na to, że starsi dorośli wymagają dłuższych czasów stymulacji, aby wykazywać podobny poziom pobudzenia kory ruchową, jak młodsi dorośli. Niemniej jednak wiele badań wykazało, że tDCS zwiększa pobudliwość korową u osób starszych, na co wskazują większe potencjały wywołane przez motor w przypadku przezczaszkowej stymulacji magnetycznej. Podstawowy stan pobudzenia kory mózgowej przed przeprowadzeniem eksperymentów tDCS może również wpływać na wyniki tDCS. Fujiyama i wsp. zademonstrowali to za pomocą hamującego protokołu kondycjonowania wstępnego, w którym stymulacja katodą umieszczoną nad pierwszorzędową korą ruchową była dostarczana przez krótki czas, aby wywołać podstawowy stan hamowania. Starsi uczestnicy, którzy otrzymali to wstępne przygotowanie przed protokołem treningu wzmacniającego z anodowym tDCS, wykazali większą poprawę dokładności ruchów wykwalifikowanych. Różnice w poziomach wydajności funkcjonalnej mogą również wpływać na reakcję na tDCS. Learmonth i wsp. porównali wpływ tDCS na starszych dorosłych, którzy osiągali lepsze lub gorsze wyniki w wyjściowym zadaniu wzrokowo-ruchowym. Tylko grupa, która osiągnęła gorsze wyniki wyjściowe, wykazywała dalsze pogorszenie wyników, gdy tDCS został dostarczony do tylnej kory ciemieniowej. Nawet w próbkach starszych osób dorosłych o względnie jednorodnej funkcji motorycznej istnieje prawdopodobieństwo znacznej międzyosobniczej zmienności cech strukturalnych i funkcjonalnych mózgu. Co więcej, znaczenie mogą mieć czynniki genetyczne, ponieważ niektóre badania sugerują korzystny wpływ polimorfizmu czynnika wzrostu nerwów BDNF Vall66Met na pobudliwość korowo-rdzeniową, chociaż to odkrycie nie jest uniwersalne. Zsumowawszy, dowody sugerują, że podejście „jeden rozmiar dla wszystkich” w celu określenia optymalnych parametrów tDCS może nie być rozsądne w przypadku osób starszych. Przyszłe badania w tej populacji będą wymagały szczególnej uwagi na zmiany w starzejącym się mózgu, które mogą wpływać na optymalne parametry dawkowania tDCS.           

TDCS, fale mózgowe i łączność funkcjonalna (EEG, fMRI) w starzeniu się

            Badania neurobiologiczne wykazały, że aktywność mózgu i wzorce połączeń zmieniają się wraz z wiekiem. Zmiany te są najczęściej interpretowane jako zaburzenie sprawności neuronalnej i / lub pojawienie się mechanizmów kompensacyjnych. Szczególnie ze względu na ich dynamiczną strukturę, nawet w krótkich skalach czasowych, te środki aktywności i łączności stały się celem protokołów tDCS w celu odkrycia podstawowych mechanizmów neuronalnych i określenia odpowiednich celów interwencji. Informacje o zmianach aktywności i łączności mogą być następnie przydatne do określania celów w treningu i interwencjach farmakologicznych. W kilku ostatnich badaniach oceniano wpływ tDCS na związaną z zadaniami i niezależne od zadań aktywność wzorców funkcjonalnej łączności u zdrowych starszych dorosłych przy użyciu elektroencefalografii (EEG) i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI).

Badania EEG z tDCS w starzeniu się

            Tylko jedno badanie obejmowało oceny EEG w grupie osób starszych w celu zbadania wpływu anodowego tDCS na korze ruchowej na czynność kończyny górnej. Autorzy stwierdzili poprawę sprawności funkcjonalnej niezależnie od miejsca stymulacji, ale brak wpływu tDCS na komponenty związane ze zdarzeniem, jak oceniono w EEG po stymulacji. W szczególności analiza warunkowej składowej zmienności ujemnej, wskazująca na poziom gotowości do odpowiedzi na przewidywany cel, nie wykazała różnic między warunkami anodowymi a pozorowanymi tDCS. W tym przypadku autorzy zauważyli, że czas pomiarów EEG mógł być problemem, ponieważ oceniano go 40 minut po zakończeniu stymulacji. Aby przedstawić rozważania metodologiczne, potrzeba więcej badań łączących EEG i tDCS w procesie starzenia.

Badania fMRI z tDCS w starzeniu się

            Kilka ostatnich badań obejmowało oceny fMRI u osób starszych w celu zbadania wpływu tDCS na łączność podczas stymulacji w stanie aktywności związanej z zadaniami i w spoczynku. Anodowy tDCS na lewym obszarze przedczołowym doprowadził do wzrostu wydajności w szybszym nazewnictwie obrazów i znacznie zmniejszył sygnału zależny od poziomu utlenowania krwi (BOLD) w trakcie wykonywania zadań w porównaniu z pozorowanym tDCS. Sygnał BOLD był istotnie powiązany z czasem reakcji w zadaniu. Ta obserwowana korelacja efektów behawioralnych i neuronalnych dodatkowo wspierała zwiększający wydajność efekt tDCS. Podobnie Meinzer i wsp. (2013) porównali wpływ anodowego tDCS na lewą korę przedczołową podczas semantycznego generowania słów z wydajnością młodych osób kontrolnych, wykazując zwiększoną (kompensacyjną) obustronną aktywność przedczołową u osób starszych, która była związana ze zmniejszoną wydajnością w przypadku pozorowanego tDCS. Anodowy tDCS poprawił wydajność do poziomu młodych dorosłych z grupy kontrolnej, a także doprowadził do zmniejszenia aktywności związanej z zadaniami w obustronnych obszarach przedczołowych, przednim zakręcie obręczy i przedklinku u osób starszych. Ponadto fMRI w stanie spoczynku ujawniło rozległe zmiany w łączności u osób starszych, charakteryzujące się zwiększoną łącznością czołowo-skroniową i zmniejszoną łącznością tylną, przy użyciu metody analizy opartej na grafach bez hipotez. Anodowy tDCS powodowały zarówno wzrost, jak i spadek łączności podczas stymulacji, zmieniając ogólny wzorzec w kierunku wzorca typowego dla młodych dorosłych z grupy kontrolnej. Lindenberg i in. wsparli tę wywołaną przez tDCS reorganizację sieci mózgowych u osób starszych, obserwując modulację interakcji między półkulami. Autorzy zaobserwowali kilka spadków łączności przeciwległej do anody, takich jak prawy hipokamp i kora ruchowa, oraz wzrost łączności po tej samej stronie anody, jak obszary przedczołowe i kora ruchowa. Zarówno anodowy, jak i podwójny tDCS przeciwdziałał zmianom łączności związanym z wiekiem w tym badaniu, a dokładniej, doprowadziy do zmniejszenia łączności w prawej korze ruchowej w porównaniu z grupą pozorowaną, wskazując na funkcjonalne oddzielenie tych obszarów.

            Wzorzec, który wyłania się z dotychczasowych badań sugeruje, że anodowy tDCS u starszych osób dorosłych może zmniejszać aktywność mózgu związaną z zadaniami (w większości przypadków występuje „nadpobudliwość”, w przeciwieństwie do młodych dorosłych) i zmieniać łączność w stanie spoczynku w kierunku wzorców występujących u młodszych osób ; obu procesom towarzyszył wzrost wydajności. Z pewnością potrzeba więcej badań, aby wyjaśnić mechanizmy neuronalne leżące u podstaw tDCS u osób starszych, zwłaszcza że skutki mogą być inne niż u młodych dorosłych.

            Podsumowując, badania łączące wyniki behawioralne z badaniami neurofizjologii mózgu i metabolizmu mogą ujawnić mechanizmy neuronalne leżące u podstaw skutków tDCS w procesie starzenia. Nieliczne dotychczasowe badania sugerują, że modulacje wywołane tDCS w starszym mózgu są złożone i obejmują zarówno wzrost, jak i spadek regionalnego sygnału BOLD oraz jego korelacje międzyregionalne, co wskazuje na złożony wpływ na sieci mózgowe. Tak więc pomimo ogólnego założenia, że skutki behawioralne wywołane tDCS odzwierciedlają funkcję celów, dowody sugerują, że tDCS powoduje rozległe zmiany na poziomie sieci.

Uwagi techniczne

Z tego, co wiadomo do tej pory, badając aktywność mózgu i zmiany połączeń związane z tDCS u osób starszych, korzystne może być:

  • Porównanie aktywności mózgu i wzorców łączności z tymi u młodych kontrolnych, aby uzyskać „normalne” poziomy i zinterpretować kierunek (tj. wzrost kontra spadek) efektów terapii tDCS
  • Ocena zmiany w wielu obszarach mózgu lub na poziomie sieci neuronowych: ponieważ starzeniu się towarzyszy szereg zmian w aktywności i łączności w obu kierunkach (tj. wzrost i spadek w porównaniu z młodym dorosłymi), skutki tDCS mogą pojawić się w obszarach mózgu znanych z tego, że odzyskują aktywność na przykład w wyniku procesów kompensacyjnych lub związanego z wiekiem odhamowania, a także w obszarach mózgu, które nie są bezpośrednio objęte stymulacją.

Wpływ TDCS na wyniki funkcjonalne zdrowego starzenia się

            Znaczna liczba badań wykazała, że tDCS ma zdolność przeciwdziałania związanemu z wiekiem spadkowi w różnych domenach funkcjonalnych.

Zróżnicowane skutki tDCS w grupach wiekowych

            Stymulacja za pomocą tDCS określonych regionów docelowych może mieć różne skutki u młodych w porównaniu z osobami starszymi ze względu na zmiany w mechanizmach neuronalnych, które pośredniczą w funkcjach poznawczych w trakcie starzenia. Możliwe jest, że tDCS w identycznych regionach prowadzi do różnych efektów funkcjonalnych, a także, że tDCS w różnych regionach prowadzi do identycznych skutków, na przykład, gdy stosuje się je w grupie młodych w porównaniu z grupą starszych dorosłych.

            Pierwsze dowody na takie zróżnicowane efekty u młodych i starszych dorosłych zostały wykazane zarówno w języku, jak i w dziedzinie pamięci. Ross i in. zaobserwowali, że podczas zadania nazywania twarzy anodowe tDCS nad dominującą (prawą) półkulą poprawiały rozpoznawanie imienia u młodych, tDCS nad lewą półkulą dawały wyraźniejsze efekty polepszające wydajność u osób starszych. W tym badaniu tDCS nad lewym i prawym przednim płatem skroniowym doprowadził do poprawy rozpoznawania nazw własnych w obu grupach wiekowych, ale w różnym stopniu w zależności od stymulowanej półkuli. Ponadto tDCS prawej półkuli poprawił przywoływanie nazw miejsc tylko u osób starszych, co sugeruje, że wpływ anodowego tDCS na wyniki czynnościowe może być szerszy w grupie osób w wieku zdrowym. Badanie Fertonani i wsp. ujawniło, że chociaż efekty tDCS zarówno online, jak i offline były obecne u młodych dorosłych, osoby starsze korzystały tylko z tDCS online podczas wykonywania zadania z nazywaniem. Manenti i in. argumentowali, że tDCS nad obszarami stymulacji efektywnymi u młodych dorosłych nie występowały w próbie ze starszymi dorosłymi. W tym przypadku wpływ tDCS na wydajność pobierania pamięci obserwowano niezależnie od lokalizacji (przedczołowa kontra ciemieniowa) lub półkuli u młodych, ale tylko podczas tDCS lewej półkuli w grupie zdrowych ludzi starszych. W badaniach tych bezpośrednio porównano wyniki funkcjonalne między grupami wiekowymi, sugerując występowanie interakcji między grupą wiekową a miejscem stymulacji. Zatem zakres efektów polepszających wydajność wywołanych terapią tDCS może zależeć od wzajemnego oddziaływania różnych czynników, takich jak wiek, miejsce stymulacji, ale także badana domena funkcjonalna, jak również czynniki międzyosobnicze. Wszystkie te zmienne mogą przyczyniać się do tDCS i determinować jego skuteczność.           

Międzyosobnicze różnice w reagowaniu na tDCS

            Niektóre nowe badania skupiały się na badaniu różnic międzyosobniczych w odpowiedzi na tDCS, które mogą odpowiadać za zróżnicowany wpływ na wyniki funkcjonalne. Na przykład niedawne badanie wykazało, że tDCS u osób starszych wytwarza pola elektryczne, które są o około 30% słabsze w porównaniu z młodymi dorosłymi, podkreślając, że wiek może również wpływać na parametry techniczne. Co więcej, ostatnie badania wykazały zmienione poziomy pobudliwości neuronów, zmiany w równowadze między neuroprzekaźnikami, jak również w wyjściowych aktywacjach neuronalnych podczas starzenia. Zmiany te prowadzą do międzyosobniczych różnych stopni reorganizacji sieci neuronowej związanej z wiekiem, która może pośredniczyć w odpowiedzi na protokoły tDCS. W związku z tym oczekuje się jakościowo różnych wyników funkcjonalnych, gdy tDCS zostanie zastosowany na „nienaruszonych” młodych sieciach neuronowych, w porównaniu z „odchylonymi” (porównując ze wzorcem młodych).

            Learmonth i in. nie stwierdzili wpływu tDCS stymulacji ciemieniowej na wydajność uwagi przestrzennej ani u młodych, ani starszych dorosłych. Jednak kiedy autorzy rozważali w swojej analizie wyjściową wydajność w zadaniach, odkryli, że chociaż tDCS nie miało wpływu na dobre wyniki, miało nawet negatywny wpływ, gdy wydajność była już niska. Badanie to sugeruje możliwość zależnych od stanu skutków tDCS i podkreśla znaczenie dokładniejszego przyjrzenia się początkowym poziomom wydajności. Podobnie Berryhill i Jones nie zaobserwowali żadnego wpływu tDCS stymulacji czołowej ani na wzrokową, ani werbalną pamięć roboczą. Jednak gdy autorzy rozważali poziomy wykształcenia, stwierdzili poprawę wywołaną tDCS u osób z wyższym wykształceniem. U osób z niższym wykształceniem stan tDCS nie ujawnił żadnych korzystnych ani nawet szkodliwych skutków.

            Zmienność międzyosobnicza w odpowiedzi na tDCS zależna od wyjściowej wydajności, która jest obserwowana we wszystkich przedziałach wiekowych, może być szczególnie istotna w przebiegu starzenia się, ponieważ zadania behawioralne mogą być tutaj ogólnie trudniejsze. Niższy poziom wykonywania zadań u osób starszych w porównaniu z młodymi dorosłymi może oznaczać większe zyski dzięki stymulacji, więc tDCS może być jeszcze skuteczniejszy w starszych populacjach. Można spekulować, że różnice w reagowaniu na tDCS mogą wynikać ze zmienności międzyosobniczej, takiej jak wyjściowe poziomy wydajności, a nie z wieku jako takiego. W takim przypadku starsze osoby sprawne i młode osoby mniej sprawne powinny reagować podobnie na interwencję tDCS – ale jest to kwestia, którą należy przeanalizować w przyszłych badaniach.

            Podsumowując, różne efekty tDCS mogą pojawić się nie tylko ze względu na wiek, ale także z powodu indywidualnych poziomów wydajności lub podstawowych stanów aktywacji. Warto zauważyć, że wszystkie dotychczasowe badania, w których badano tDCS w starzeniu się, obejmowały grupy osób starszych (najczęściej powyżej 65 roku życia), przy czym niektóre, ale nie wszystkie, porównują skutki wywołane tDCS z grupą młodych dorosłych. Jakie skutki pojawiają się między tymi skrajnościami spektrum wiekowego, nie jest jeszcze znane. Aby jednak wywnioskować, czy tDCS wywiera mniej lub bardziej korzystny wpływ na wyniki funkcjonalne w populacjach starzejących się, i ujawnić czynniki leżące u podstaw tych możliwych różnic, potrzebne jest podejście integracyjne, które obejmuje zarówno osoby dorosłe o wysokich, jak i słabszych wynikach bazowych w różnym wieku.

Uwagi techniczne

Z tego, co wiadomo do tej pory, jeśli chodzi o wybór wyników funkcjonalnych w badaniach interwencyjnych tDCS z udziałem osób starszych, korzystne może być:

  • Uważnie zastanowienie się, jak wymagające jest interesujące zadanie dla badanej grupy wiekowej
  • Wyjaśnienie, czy oczekiwany jest spadek wydajności w zadaniach związany z wiekiem i rozważenie mechanizmów leżących u podstaw (spowolnienie szybkości przetwarzania w porównaniu z osłabieniem funkcji poznawczych; kompensacyjna lub szkodliwe angażowanie dodatkowych obszarów mózgu itp.).
  • Rozważenie wyjściowych poziomów wydajności jako dodatkowej zmiennej towarzyszącej lub grupującej.

Funkcje poznawcze

            Przy przeglądaniu literatury dotyczącej tDCS należy wziąć pod uwagę metodologię, ponieważ takie czynniki, jak rozmiar elektrody, montaż, intensywność i czas trwania stymulacji mogą wpływać na wynik. Podobnie, zdolności poznawcze są niejednorodnym konstruktem, który należy przeanalizować, rozważając skuteczność tDCS. Dlatego poniższe sekcje są zorganizowane według domeny poznawczej, a na początku każdej sekcji przedstawiono tabele podsumowujące kluczowe zmienne metodologiczne.

Uwaga i pamięć robocza

            Nilsson i in. (2015) przeprowadzili eksperyment z pojedynczą ślepą próbą, skrzyżowany i kontrolowany próbą pozorowaną, w którym ocenili wpływ terapii tDCS na przestrzenną pamięć roboczą (Tabela 1). Każdy z uczestników ukończył trzy sesje, dwie aktywne (jedna przy 1 mA, druga przy 2 mA) i jedną pozorowaną, a których kolejność była losowa i równoważona. Podczas każdej sesji anodę umieszczano nad lewą grzbietowo-boczną korą przedczołową. Pomimo tego montażu elektrody, autorzy zastosowali potrójne zadanie wydajnościowe (n-back task) z bodźcami wzrokowo-przestrzennymi, które teoretycznie byłyby zależne od prawej półkuli mózgowej (przy założeniu typowej lateralizacji językowej w lewej półkuli). Czas trwania zadania wynosił 5 min, a wyniki oceniano przed terapią tDCS, w trakcie tDCS (po 0–5, 10–15, 20–25 min) i po tDCS (po 5–10 i 30–35 min). W żadnym momencie nie było widać znaczących efektów stymulacji. Jednak interpretacja tych wyników jest trudna, biorąc pod uwagę niedopasowanie między montażem, który był ukierunkowany na lewą korę przedczołową, a zadaniem poznawczym, które było potencjalnie bardziej zależne od prawej kory przedczołowej.

            Badanie przeprowadzone przez Learmonth i wsp. (2015) wykorzystało lateralizowane zadanie odszukiwania wizualnego, które jest miarą uwagi wzrokowej, do oceny wpływu tDCS na tylną korę ciemieniową (PPC). Zespół odkrył niewielkie efekty, takie że osoby z „dobrymi” wyjściowymi wynikami wykazywały względną poprawę przy prawym anodowym tDCS, podczas gdy osoby ze „słabymi” wyjściowymi wynikami wykazywały spadek po lewym anodowym tDCS. Te subtelne efekty były widoczne niezależnie od wieku i sugerują, że zmienność międzyosobnicza następująca po pojedynczej sesji tDCS wynika z wrodzonej integralności w docelowym obszarze(ach) mózgu.

           W innym badaniu krzyżowym oceniano wpływ stymulacji anodowej na lewą i prawą korę przedczołową, w porównaniu z symulacją pozorowaną, gdy uczestnicy wykonywali zadania werbalne i wzrokowo-przestrzenne (Tabela 2). Uczestnicy wykonywali zadanie podczas stymulacji, ale wynik oceniano po zdjęciu elektrod. Nie było ogólnego efektu stymulacji. Jednak istotne różnice pojawiły się, gdy grupa została podzielona na podstawie mediany wykształcenia (16,9 vs 13,5 lat), gdzie grupa z wyższym wykształceniem odpowiedziała na tDCS, ale grupa z niskim wykształceniem nie. Ten korzystny efekt był widoczny niezależnie od montażu lub zadania. Dla kontrastu, grupa z niższym wykształceniem wykazywała zmniejszoną wydajność wzrokowo-przestrzennej pamięci roboczej, gdy anoda znajdowała się nad prawą korą przedczołową; odkrycie, które jest raczej sprzeczne z intuicją. Podobnie jak Learmonth et al. (2015), odkrycia te wskazują na możliwość, że rezerwa poznawcza i nerwowa mogą wpływać na wyniki stymulacji.

            Korzystając z projektu grup równoległych, Jeon and Han (2012) zastosowali anodowy tDCS nad lewą korą przedczołową, który zwiększył dokładność w zadaniu werbalnej pamięci roboczej w porównaniu z pozorowanym tDCS u osób starszych. Co ważne, nie było różnic między grupami w zadaniu wzrokowo-przestrzennej pamięci roboczej, które teoretycznie byłoby zależne od prawej kory przedczołowej. Zatem odkrycia podkreślają potencjalną słabość projektu Nilssona, wspomnianego wyżej, oraz wzmacniają potrzebę wyboru zadań, w których pośredniczy docelowy obszar(y) mózgu.

Tabela 1: Uwaga i pamięć robocza: efekty online

Autor badania

Średni wiek uczestników

Liczba uczestników

Lokalizacja anody (rozmiar)

Lokalizacja katody (rozmiar)

Natężenie

Czas trwania (min)

Nilsson i in. (2015)

69

30

F3 (35cm2)

Kontrateralny nadoczodołowy (100cm2)

1 mA, 2 mA, pozorowana

25

Learmonth i in. (2015)

66,6

20

P3 lub P4 (35cm2)

Kontrateralny nadoczodołowy (35cm2)

1 mA

15

 

Tabela 2: Uwaga i pamięć robocza: efekty offline

Autor badania

Średni wiek uczestników

Liczba uczestników

Lokalizacja anody (rozmiar)

Lokalizacja katody (rozmiar)

Natężenie

Czas trwania (min)

Berryhill and Jones (2012)

63,7

25

F3 lub F4 (35 cm2)

Kontratelarny policzek (35cm2)

1,5 mA

10

Seo i in. (2011)

70

24

F3 (25 cm2)

Lewe ramię (25cm2)

2 mA

30

 Zadania podwójnej kontroli ruchowej

            Upadki są częstym problemem ludz w starszym wieku i mogą wiązać się z obniżoną kontrolą poznawczą (Tabela 3). W ten sposób stymulacja może poprawić kontrolę poznawczą i motoryczną, zmniejszając tym samym ryzyko upadku. W dwóch badaniach oceniano wpływ tDCS na wykonywanie podwójnych zadań. Manor i wsp. (2016) zastosowali projekt krzyżowy, aby ocenić tDCS aktywny i pozorowany na lewej korze przedczołowej w wykonywaniu jednego i dwóch zadań. W przypadku pojedynczego zadania uczestnicy chodzili, stali lub ustnie dokonywali kolejnych odejmowań (siedząc). Warunek podwójnego zadania wymagał od nich wykonywania kolejnych odejmowań podczas chodzenia lub stania. Nie było wpływu stymulacji na wykonanie pojedynczego zadania, co jest zgodne z łatwym charakterem zadań. Jednak aktywny tDCS zmniejszył koszty podwójnych zadań w porównaniu z próbą pozorowaną. Podobnie Zhou i in. (2015) podali, że aktywny tDCS zwiększył zdolność systemu kontroli postawy do przystosowania się do stresorów i zmniejszył koszt wykonania podwójnego zadania. Wydaje się, że efekty stymulacji są największe u osób z najsłabszą wyjściową kontrolą postawy.

            Trening poznawczy to ogólna klasa interwencji, które mają na celu poprawę ukierunkowanych zdolności poznawczych poprzez ćwiczenia oparte na próbach (Tabela 4). Pamięć operacyjna jest względnie podstawową zdolnością poznawczą, na której opierają się inne domeny poznawcze, ale wiadomo, że zmniejsza się ona podczas „normalnego” starzenia się. W związku z tym coraz więcej badań dotyczyło zdolności treningu poznawczego do łagodzenia osłabienia związanego z wiekiem. Park i in. (2014) rozszerzyli to pytanie, oceniając synergistyczne efekty jednoczesnego tDCS i treningu poznawczego. Ogółem 40 zdrowych starszych osób dorosłych zostało losowo przydzielonych do aktywnego lub pozorowanego tDCS na obustronną korę przedczołową (PFC) (należy zauważyć, że do wykonania dwustronnej stymulacji zastosowano dwie jednostki odrebne tDCS). Wszyscy uczestnicy przeszli 10 treningów poznawczych (5 dni w tygodniu przez 2 tygodnie). Oceny neuropsychologiczne przeprowadzono na początku badania i powtórzono w dniu 10, a także 7 i 28 dni po ostatniej sesji. Aktywna stymulacja skutkowała trwałą poprawą we wszystkich punktach czasowych w podwójnym paradygmacie werbalnej pamięci roboczej. Stymulacja wydawała się zwiększać wydajność w ćwiczonym zadaniu, ponieważ nie wykryto znaczących usprawnień w grupie pozorowanej.

            Jones i in. (2015) również zbadali kombinację treningu poznawczego i tDCS, ale skupili się na tym wpływie na wzrokowo-przestrzenną pamięć roboczą (Tabela 5). Uczestnicy zostali losowo przydzieleni do otrzymywania aktywnego tDCS nad obszarem prawym przedczołowym, tylnym ciemieniowym lub w obu lokalizacjach (miejsce zmieniane codziennie) lub do tDCS pozorowanego. Wszyscy uczestnicy ukończyli 10 dni terapii (5 dni w tygodniu przez 2 tygodnie). Podczas każdej sesji uczestnicy ćwiczyli każdy z 4 paradygmatów wzrokowo-przestrzennych podczas otrzymywania stymulacji (lub pozorowanej), a następnie wykonali zadania w okresie późniejszym. Wskaźniki złożone zostały obliczone dla wykonywanych zadań, a także teoretycznie powiązanych zadań transferowych, z których wszystkie zostały ocenione na początku badania, w 10 dniu i po 1 miesiącu obserwacji. Nie było efektów stymulacji w dniu 10; jednakże znaczące efekty były widoczne zarówno dla wskaźników wytrenowania i transferu, w punkcie czasowym po 1 miesiącu, niezależnie od miejsca stymulacji. Tak więc wydaje się, że aktywny tDCS ułatwia długoterminowe korzyści, co jest interesujące w świetle wpływu na pamięć, który opisano poniżej. Obecnie trwają badania kliniczne III fazy dotyczące tDCS połączonego z treningiem poznawczym.

Tabela 3: Zadania podwójnej kontroli ruchowej: efekty offline

Autor badania

Średni wiek uczestników

Liczba uczestników

Lokalizacja anody (rozmiar)

Lokalizacja katody (rozmiar)

Natężenie

Czas trwania (min)

Manor i in. (2016)

61

37

F3 (35 cm2)

Prawy nadoczodołowy (35 cm2)

1,5 mA

20

Zhou i in. (2015)

63

20

F3 (25 cm2)

Fp2 (35 cm2)

Średnio 1,4 mA

20

 

Tabela 4: Trening funkcji poznawczych: efekty online

Autor badania

Średni wiek uczestników

Liczba uczestników

Lokalizacja anody (rozmiar)

Lokalizacja katody (rozmiar)

Natężenie

Czas trwania (min)

Park i in. (2014)

69,7

40

F3 i F4 (25 cm2)

„Niedominujące” ramię (25 cm2)

2 mA

30

 

 Tabela 5: Połączone efekty online i offline

Autor badania

Średni wiek uczestników

Liczba uczestników

Lokalizacja anody (rozmiar)

Lokalizacja katody (rozmiar)

Natężenie

Czas trwania (min)

Jones i in.(2015)

64,4

72

F4 lub P4 (35 cm2)

Kontratelarny policzek (35 cm2)

1,5 mA

10

 

Język

            Ross i in. (2011) podawali anodowy tDCS nad jednym z bocznych płatów skroniowych u zdrowych starszych osób dorosłych podczas 2 oddzielnych sesji (Tabela 6). Uczestnicy zostali poproszeni o nazwanie znanych twarzy i punktów orientacyjnych, zaczynając 2 minuty po rozpoczęciu stymulacji. Nie było żadnego efektu stymulacji, gdy uwzględniono wszystkie próby. Wystąpił jednak istotny wpływ stymulacji na próby, które autorzy retrospektywnie określili jako „trudne” (tj. czas reakcji> 5 sek.). W szczególności wystąpiła podwójna dysocjacja, w której lewa stymulacja wzmacniała rozpoznawanie twarzy, ale nie punktu orientacyjnego, podczas gdy prawa stymulacja wzmacniała przypominanie punktu orientacyjnego, ale nie przypominanie twarzy. Odkrycia potwierdzają potrzebę ukierunkowania na konkretne zadania i nasuwają intrygujące pytanie, czy trudność zadania jest krytycznym czynnikiem pośredniczącym. Fertonani i in. (2014) podali, że tDCS poprawia zdolność nazewnictwa u młodych uczestników, niezależnie od tego, czy wyniki były mierzone online, czy offline. Z drugiej strony efekt ten był widoczny tylko podczas stymulacji online u osób starszych. Dlatego montaż i czas stymulacji wydają się krytyczne do rozważenia u osób starszych.

Tabela 6: Język: efekty online podczas zadania z nazewnictwem

Autor badania

Średni wiek uczestników

Liczba uczestników

Lokalizacja anody (rozmiar)

Lokalizacja katody (rozmiar)

Natężenie

Czas trwania (min)

Ross i in. (2011)

65

14

T3 lub T4 (35 cm2)

Kontralateralny policzek (35 cm2)

1,5 mA

15

Fertonani i in. (2014)

66,5

20

Lewa przeczołowa: 8 cm w przód i 6 cm w bok od CZ(25 cm2)

Lewy bark (35 cm2)

2 mA

6-10 (w zależności od badania)

 

Uczenie się i pamięć

             Powszechnie wiadomo, że pamięć pogarsza się wraz z „normalnym” starzeniem się, przynajmniej częściowo z powodu pogorszenia się kluczowych obszarów przyśrodkowego płata skroniowego. Jednak taka trudność może powstać w przypadku niepowodzenia podczas dowolnej (lub wszystkich) z zaangażowanych w przechowywanie pamięci faz, w tym kodowania, konsolidacji i odzyskiwania. Kora nowa odgrywa ważną rolę w początkowym przetwarzaniu i późniejszym przetwarzaniu (lub ponownym doświadczaniu) informacji sensorycznych związanych ze wspomnieniami. Ponadto boczna, czołowo-ciemieniowa sieć kontroli poznawczej wydaje się szczególnie ważna w tworzeniu pamięci intencjonalnej. W związku z tym mogą istnieć istotne różnice w skutkach tDCS w zależności od fazy pamięci, a także docelowego regionu mózgu. Dlatego też poniżej wyodrębniono istniejące badania w tym obszarze na podstawie czasu wykonania tDCS i włączono docelowe regiony do tabel zawartych w każdej sekcji.

            Zapamiętywanie położenia przedmiotów ma kluczowe znaczenie w życiu codziennym i staje się trudniejsze wraz z wiekiem. Flöel i współpracownicy (2012) zastosowali paradygmat lokalizacji obiektu, w którym starsi uczestnicy zostali poinstruowani, aby zapamiętać położenie budynków na mapie ulic (Tabela 7). Każdy uczestnik ukończył 2 sesje w odstępie 1 tygodnia, używając przemiennych wersji testu. Kolejność stymulacji została wybrana losowo, tak aby połowa uczestników otrzymywała aktywny tDCS, a następnie pozorowany tDCS, a druga połowa otrzymywała odwrotną kolejność. Uczestnicy otrzymali 5 bloków do nauki z bodźcem lokalizacji obiektu, których wykonanie trwało około 45 minut. Stymulacja była prowadzona równolegle przez pierwsze 20 minut zadania. Następnie uczestnicy wykonali zadanie pamięciowe natychmiast po zakończeniu próby z uczeniem się (około 25 minut po stymulacji), natomiast w tym momencie nie odnotowano żadnych znaczących różnic między grupami aktywną a pozorowaną. Jednak pamięć była ponownie oceniana tydzień po każdej sesji, a bodźce nauczone podczas aktywnej stymulacji były zapamiętywane znacznie lepiej niż te, których badani nauczyli się podczas stymulacji pozorowanej.

            Sandrini i in. (2016) podali podobny wpływ na wydajność długoterminową. Ta grupa badaczy przeprowadziła randomizowany, podwójnie ślepy, kontrolowany placebo eksperyment przy użyciu listy słów. Pierwszego dnia uczestnicy powtarzali listę zawierającą 20 słów, aż osiągnęli wydajność 85% lub lepszą lub dopóki nie przeszli maksymalnie 5 prób . Uczestnicy otrzymali aktywny lub pozorowany tDCS równolegle z tymi próbami uczenia się. Pamięć oceniano po 48 godzinach i ponownie 1 miesiąc później. Aktywny tDCS znacząco poprawił wydajność po 48 godzinach i podobną tendencję wykazano po 1 miesiącu,  w porównaniu z brakiem efektów w tDCS pozorowanym. Wszystkie te badania sugerują, że tDCS zastosowany podczas kodowania wzmacnia konsolidację nowych informacji i sprawia, że wspomnienia są bardziej odporne na rozpad związany z upływem czasu.

            We wcześniejszym badaniu Sandrini i wsp. (2014) ocenili wpływ tDCS stosowanego w fazie konsolidacji pamięci (tj. po kodowaniu, ale przed testem/odzyskiwaniem pamięci) (Tabela 8). W tym przypadku osoby starsze losowo przydzielano do jednej z trzech grup: anodowy tDCS plus percepcyjna wskazówka, anodowy tDCS bez percepcyjnej wskazówki i pozorowany tDCS ze wskazówką percepcyjną. Badanie zostało przeprowadzone w 4 sesjach, pierwsze 3 w kolejnych dniach, a ostatnia była po miesięcznej obserwacji. Pierwszego dnia uczestnicy wykonali zadanie polegające na nauce listy słów (używając tego samych warunków co wyżej – 85% poprawnych lub maksymalnie 5 prób). Podczas tej sesji zapisane słowa zostały wyciągnięte z białej torby, wyrecytowane przez uczestnika i umieszczone w niebieskiej torbie – posłużyło to jako wskazówka percepcyjna. Stymulację przeprowadzono w dniu 2, kiedy osobom z grupy ze wskazówką percepcyjną pokazano niebieską torbę, ale uniemożliwiono recytowanie słów. Grupa bez wskazówek miała nowego egzaminatora w innym środowisku i zastosowano u niej tDCS bez prezentowania worków. Co ważne, nie było między grupami różnic w zgłaszanych skutkach ubocznych, a grupy nie mogły rozróżnić, czy otrzymały aktywny, czy pozorowany tDCS. Uczestnicy ukończyli test pamięci w 3 dniu i ponownie po miesięcznej obserwacji. Grupy z aktywną stymulacją osiągały znacznie lepsze wyniki (tj. zwiększoną konsolidację) niż grupy z pozorowaną, zarówno w dniu 3, jak i po 1 miesiącu, chociaż nie odnotowano żadnego efektu wskazówki percepcyjnej.

            Istnieją zatem dowody na to, że stosowanie tDCS podczas kodowania lub konsolidacji zwiększa długoterminowe zatrzymywanie (retencję) informacji. Ostatnim pytaniem jest, czy takie korzystne efekty są widoczne, jeśli stymulacja jest stosowana podczas fazy odzyskiwania.

            Manenti i in. (2013) porównali wpływ tDCS na korę ciemieniową lub przedczołową u zdrowych młodych i starszych dorosłych podczas odzyskiwania pamięci (Tabela 9). Uczestnicy zostali losowo przydzieleni do docelowego regionu mózgu (tj. przedczołowego lub ciemieniowego) i przeszli dwie sesje, podczas których anodę umieszczono na lewej lub prawej półkuli. Połowa uczestników w każdej grupie otrzymała stymulację pozorowaną na jednej lub drugiej półkuli. Uczestnicy wykonali zadanie z listą słów, w którym kodowali 48 abstrakcyjnych i 48 konkretnych słów. W teście pamięci zastosowano format rozpoznawania, w którym uczestnicy musieli zidentyfikować bodźce docelowe z równej liczby rozpraszaczy (dystraktorów). Pomiędzy fazami kodowania i „pobierania” wystąpiło 5-minutowe opóźnienie (uwaga: chociaż autorzy twierdzą, że zadanie polega na ocenie pobierania informacji, jego projekt jest standardowym formatem testu rozpoznawania, który można było rozwiązać za pomocą znajomości lub przypomnienia). Stymulacja rozpoczęła się 2 minuty przed rozpoczęciem testu pamięci i trwała przez cały czas; pomostując w ten sposób fazy konsolidacji i „odzyskiwania”. Młodzi dorośli byli szybsi podczas stymulacji aktywnej niż pozorowanej, niezależnie od stymulowanej półkuli. W przeciwieństwie do tego, aktywny tDCS na lewej półkuli zwiększały wydajność, mierzoną czasem reakcji, u starszych osób dorosłych, w porównaniu z pozorowaną stymulacją lub stymulacją na prawej półkuli. Efekty te były widoczne niezależnie od lokalizacji przedczołowej lub ciemieniowej. Późniejsza ponowna analiza tych danych sugerowała, że osoby starsze z „niskimi” zdolnościami pamięciowymi były przyczyną tych efektów, podczas gdy osoby z „wysokimi” zdolnościami pamięciowymi wykazywały takie same korzyści z terapii na obu półkulach, jak młodsi dorośli.

            Ogólnie rzecz biorąc, dowody sugerują, że aktywny tDCS może zwiększyć wydajność we wszystkich trzech fazach pamięci: kodowaniu, konsolidacji i odzyskiwaniu. Wydaje się jednak, że najsilniejsze dowody dotyczą fazy konsolidacji, biorąc pod uwagę długoterminowe (od godzin do dni) korzyści w zakresie wydajności w testach pamięci. Różnice metodologiczne między badaniami (montaż, intensywność, czas trwania) utrudniają określenie optymalnych parametrów.

Tabela 7: Uczenie się i pamięć: efekty online podczas kodowania

Autor badania

Średni wiek uczestników

Liczba uczestników

Lokalizacja anody (rozmiar)

Lokalizacja katody (rozmiar)

Natężenie

Czas trwania (min)

Floel i in. (2012)

62,1

20

~T6 (35 cm2)

Nadoczodołowy kontralateralny (100 cm2)

1 mA

20

Sandrini i in. (2016)

68,9

28

F3 (35 cm2)

FP2 (35 cm2)

1,5 mA

15

 

 Tabela 8: Uczenie się i pamięć: efekty online podczas konsolidacji

Autor badania

Średni wiek uczestników

Liczba uczestników

Lokalizacja anody (rozmiar)

Lokalizacja katody (rozmiar)

Natężenie

Czas trwania (min)

Sandrini i in.(2014)

67,17

36

F3 (35 cm2)

FP2 (35 cm2)

1,5 mA

15

 

Tabela 9: Uczenie się i pamięć: efekty online podczas odzyskiwania

Autor badania

Średni wiek uczestników

Liczba uczestników

Lokalizacja anody (rozmiar)

Lokalizacja katody (rozmiar)

Natężenie

Czas trwania (min)

Manenti i in.(2013)

67,9

Łącznie 64  (w tym 32 zdrowych młodych)

Ciemieniowa: 5 cm boczna i 8 cm tylna do wierzchołka głowy, przedczołowa: 8 cm czołowa i 6 cm boczna do wierzchołka głowy (35 cm2)

Kontratelarny nadoczodołowy (35 cm2)

1,5 mA

15

 

 Funkcjonowanie wykonawcze

            W serii badań z udziałem osób starszych Harty i wsp. (2014) systematycznie badali rolę prawej grzbietowo-bocznej kory przedczołowej (DLPFC) w monitorowaniu błędów (Tabela 10). Uczestnicy każdego z czterech badań ukończyli jedną aktywną i jedną pozorowaną sesję, w której tDCS był wykonywany równolegle z zadaniem „ idź / nie idź ”, które wymagało od uczestników odpowiedzi na powtarzające się bodźce, a także gdy wystąpiła niezgodność między znaczeniem słowa a kolorowym atramentem (tj. klasyczne zadanie Stroopa). Uczestnicy zostali również poinstruowani, aby wskazać, kiedy popełnili błąd w którymkolwiek z warunków. Ogólnie rzecz biorąc, tylko stymulacja anodowa w prawej DLPFC wzmocniła wykrywanie błędów podczas powtarzanych prób. Dla pewności, badania te zostały powtórzone (eksperymenty 1 i 4) i nie wykryto widocznych wpływów przy stymulacji lewego DLPFC (eksperyment 2) lub gdy katoda została umieszczona nad prawym DLPFC (eksperyment 3). Ta seria badań poszerzyła ogólną wiedzę na temat funkcji, w których pośredniczy prawa grzbietowo-boczna kora przedczołowa i ujawniła skutki polaryzacji przez tDCS tego obszaru kory mózgowej.

            Boggio i in. (2010) ocenili wpływ tDCS na podejmowanie decyzji u osób starszych (Tabela 11). W tym podwójnie ślepym badaniu uczestnicy zostali losowo przydzieleni do jednej z trzech grup: anodowa lewa-katodowa prawa, katodowa lewa-anodowa prawa, lub pozorowany tDCS. Uczestnicy wykonali zadanie hazardowe, które rozpoczęło się 5 minut po rozpoczęciu stymulacji i przebiegało jednocześnie z czasem trwania zadania. Grupa stymulacji lewej anody wykazała znaczny wzrost w podejmowaniu decyzji wysokiego ryzyka w stosunku do innych grup. Wystąpił niewielki wzrost ryzykownych decyzji w grupie osób z prawą anodą, w porównaniu z grupą pozorowaną i, co ciekawe, grupa pozorowana uzyskała najgorsze ogólne wyniki w zadaniu. Odkrycia te zaprzeczają wcześniejszym ustaleniom dotyczącym grupy zdrowych młodych uczestników i wskazują na możliwość zmiany efektów tDCS w zależności od wieku.

Tabela 10: Funkcjonowanie wykonawcze: efekty online w monitorowaniu błędów

Autor badania

Średni wiek uczestników

Liczba uczestników

Lokalizacja anody (rozmiar)

Lokalizacja katody (rozmiar)

Natężenie

Czas trwania (min)

Harty i in. (2014)

 

 

(wszystkie 35 cm2)

(wszystkie 35 cm2)

Wszystkie 1 mA

 

Brak danych

Eksperyment 1

72,1

24

F4

Cz

Eksperyment 2

69,4

24

F3

Cz

Eksperyment 3

69,7

24

Cz

F4

Eksperyment 4

72,1

24

F4

Cz

 

Tabela 11: Funkcjonowanie wykonawcze: efekty online w podejmowaniu decyzji

Autor badania

Średni wiek uczestników

Liczba uczestników

Lokalizacja anody (rozmiar)

Lokalizacja katody (rozmiar)

Natężenie

Czas trwania (min)

Boggio i in. (2010)

50-85 (średnia grupy 67-69)

28

F3 lub F4 (35 cm2)

F3 lub F4 (35 cm2)

2 mA

15

 

Funkcje ruchowe i sensoryczne

            TDCS może zwiększyć aktywność w korowych sieciach czuciowo-ruchowych i indukować neuroplastyczne przywracanie funkcji fizycznych w upośledzonych populacjach. Obecnie większość badań przeprowadzonych z udziałem osób starszych wykorzystuje projekty badań przekrojowych, w których sprawność motoryczna kończyn górnych jest mierzona przed i po (lub w trakcie) pojedynczej sesji tDCS dostarczonej anodą nad pierwszorzędową korą ruchową. Najpierw podsumowujemy wyniki tych badań. Hummel i in. (2010) wykazali, że 20 minut aktywnego tDCS jest lepsze od pozorowanego tDCS w poprawie funkcji rąk, jak zmierzono w teście funkcji dłoni Jebsena-Taylora. Goodwill i współpracownicy porównali jednostronny, obustronny i pozorowany tDCS w połączeniu ze śledzeniem wzrokowo-ruchowym i ocenili sprawność motoryczną niedominującej kończyny górnej, bezpośrednio po i 30 minut po stymulacji. Zarówno jednostronny, jak i obustronny tDCS zmniejszył błąd śledzenia w obu punktach czasowych w większym stopniu niż stymulacja pozorowana. Późniejsze badanie przeprowadzone przez tę samą grupę wykazało również, że tDCS przyczynia się do krzyżowego przenoszenia jednostronnych efektów treningowych na ramię przeciwległe. Podobnie, Hoff i współpracownicy odkryli, że zadanie treningu wzrokowo-ruchowego oraz tDCS z anodą nad prawą pierwszorzędową korą ruchową zwiększają zręczność manualną dłoni przeciwnej. Poprawa była mniejsza w przypadku stymulacji pozorowanej i nieobecna, gdy stymulacja aktywna była dostarczana bez treningu wzrokowo-ruchowego, co wskazuje na potencjalne znaczenie skojarzenia stymulacji z ćwiczeniami dla uzyskania optymalnych korzyści. Parikh i Cole ocenili, czy tDCS poprawia wydajność u osób starszych w testach funkcjonalnych chwytania i manipulacji kończynami górnymi (test rowkowanej tablicy i zadanie z kluczem). W porównaniu z pozorowanym, aktywny tDCS doprowadził do utrzymania wzrostu wydajności wywołanego praktyką po ponownym przetestowaniu 35 minut później . Zmienność siły chwytu podczas izometrycznego precyzyjnego chwytu wykonywanego z wizualnym sprzężeniem zwrotnym również wzrosła przy aktywnym tDCS, ale nie po pozorowanym tDCS. Powiązane badanie przeprowadzone przez tych samych naukowców testowało wydajność w teście zręczności manualnej, gdy uczestnicy zostali poinstruowani, aby chwycić i podnieść przedmiot, którego powierzchnia była nieoczekiwanie mniej lub bardziej śliska. Wyniki pokazały, że tDCS spowodowało zmniejszenie siły chwytu. Odkrycia te mogą wskazywać na lepsze przetwarzanie informacji sensorycznych specyficznych dla obiektu i ich integrację z poleceniami ruchowymi w celu wytworzenia odpowiednich sił manipulacyjnych. Zimerman i in. (2013) przetestowali, czy wydajność w złożonym zadaniu stukania palcem może być poprawiona u starszych pacjentów przez tDCS pierwszorzędowej kory ruchowej. Wyniki badania wykazały, że starsi uczestnicy doświadczyli znacznej poprawy, gdy trening był stosowany równolegle z tDCS, a efekty trwały co najmniej 24 godziny.

            Potencjalne korzyści tDCS w uczeniu się motorycznym badano poprzez umieszczenie anody nad móżdżkiem. Hardwick i współpracownicy sprawdzili, czy stymulacja pobudzająca może poprawić adaptację sprawności ruchowej podczas zadania z nagłą zmianą wizualnego sprzężenia zwrotnego w trajektorii ruchu. Starsi uczestnicy otrzymujący pozorowany tDCS adaptowali się wolniej niż młodsi uczestnicy, ale starsi uczestnicy, którzy otrzymali anodowy tDCS, adaptowali się w podobnym tempie jak młodsi dorośli. Z kolei badanie Panouillères i wsp. (2015) u młodych i starszych dorosłych nie stwierdziło korzyści z tDCS móżdżku w zadaniu związanym z adaptacją motoryczną, obejmującym sterowanie za pomocą joysticka szybkimi ukierunkowanymi ruchami kursora na ekranie komputera. Stwierdzili jednak, że tDCS nad pierwszorzedową korą ruchową poprawiło początkową adaptację w obu grupach wiekowych w porównaniu z tDCS pozorowanym, a ta poprawa utrzymywała się do 40 minut po zakończeniu stymulacji. Craig i współpracownicy zastosowali anodowy tDCS na pierwszorzedowej korze ruchowej i móżdżku (w oddzielnych sesjach), ale znaleźli tylko małą i mieszaną poprawę wyników zarówno w grupach młodych, jak i starszych dorosłych. U osób starszych obserwowano wzrost amplitudy kołysania podczas stymulacji pozorowanej, ale wzrost ten był zahamowany podczas stymulacji pierwszorzędowej kory ruchowej lub móżdżku. Względnie skromne skutki tDCS w tym badaniu można częściowo wyjaśnić brakiem wzrostu pobudzenia korowego po tDCS, mierzonego za pomocą ruchowych potencjałów wywołanych z przezczaszkową stymulacją magnetyczną.

            Niewielka liczba badań dotyczyła tDCS kory przedczołowej i wpływu na wyniki motoryczne. Zhou i in. (2015) porównali fluktuacje ciśnienia (COP) w warunkach pojedynczego zadania (spokojne stanie) i podwójnego zadania (stanie podczas wykonywania odejmowania seryjnego), przed i po rzeczywistym lub pozorowanym tDCS. Ani rzeczywiste, ani pozorowane warunki nie zmieniły złożoności wahań współczynnika COP w warunkach pojedynczego zadania. Jednak aktywny tDCS zwiększył złożoność fluktuacji współczynnika COP dla stanu podwójnego zadania, a także wywołał trend w kierunku poprawy wydajności w odejmowaniu seryjnym. Uważa się, że zwiększona złożoność COP jest wskaźnikiem bardziej elastycznego i solidnego systemu kontroli postawy. Podobne badanie przeprowadzone przez Manor i wsp. oceniało dwuzadaniowość przed i po 20 minutach aktywnego lub pozorowanego tDCS skierowanego na lewą korę przedczołową u osób starszych. Zrealizowano próby stania, chodzenia i werbalizowanego odejmowania seryjnego, a także próby dwuzadaniowe polegające na staniu lub chodzeniu podczas wykonywania odejmowań seryjnych. Koszty podwójnych zadań zostały zmniejszone po rzeczywistym tDCS w porównaniu z pozorowanym tDCS, a także w porównaniu z którymkolwiek stanem przed tDCS.

Praktyczne aspekty badań tDCS z udziałem osób starzejących się i chorujących przewlekle

            Wiek jest czynnikiem ryzyka chorób przewlekłych. Częstość występowania chorób przewlekłych u osób starszych na całym świecie jest bardzo wysoka, a powszechne jest występowanie wielu chorób jednocześnie i stosowanie polifarmacji. W Stanach Zjednoczonych ponad 80% beneficjentów Medicare (program ubezpieczeń społecznych w USA) ma ≥ 1 przewlekłą chorobę, ponad 80% przyjmuje > 1 lek na receptę, a 29% przyjmuje co najmniej 5 przepisanych leków, często w tym opioidy.

            Zatem badania tDCS obejmujące starzejące się populacje mogą obejmować osoby z wieloma chorobami przewlekłymi i bardzo złożonymi schematami leczenia. Może to znacząco wpłynąć na stan funkcjonalny osoby i może wymagać specjalnych ustaleń w celu pomyślnego włączenia do badań tDCS. Kluczowe kwestie omówiono poniżej.

Współuczestnictwo nieformalnych opiekunów w badaniach

            Osoby starsze przewlekle chore często korzystają z pomocy opiekunów z rodziny w wykonywaniu codziennych czynności. Dlatego też korzystne, a nawet konieczne może być uwzględnienie nieformalnych opiekunów jako współuczestników w badaniach, tak aby mogli pomóc osobom starszym w śledzeniu wizyt badawczych, towarzyszeniu osobom starszym w placówce badawczej, ułatwianiu gromadzenia danych i ocenie wyniku lub dostarczeniu wspólnych informacji istotnych dla oceny wyników i monitorowania zdarzeń niepożądanych. W zależności od rodzaju i celu badania tDCS, włączenie nieformalnych opiekunów może być obowiązkowe lub opcjonalne. W obu przypadkach kryteria włączenia / wyłączenia z badania dla opiekuna (takie jak wiek ≥ 18 lat, zdolność do przestrzegania instrukcji personelu badawczego; i inne podstawowe wymagania) muszą być zdefiniowane w protokole, a świadomą zgodę należy uzyskać oddzielnie od osoby starszej i opiekuna.

Uzyskanie świadomej zgody na udział w badaniach

            Badania tDCS, które dotyczą przewlekle chorych osób starszych, mogą być trudne również ze względu na procedurę wyrażania zgody. Ogólnie rzecz biorąc, osoby starsze są uważane za potencjalnie wrażliwą populację i przynajmniej organy regulacyjne w USA, takie jak Institutional Review Board (odpowiednik polskiej Komisji Bioetycznej), mogą wymagać jasnego opisu działań w okresie poprzedzającym zgodę, które złagodzą potencjalny przymus. Można temu zaradzić, dając więcej czasu na przegląd informacji z badania, dostarczając informacje krok po kroku, w bardzo prostym, łatwym do zrozumienia, laickim języku lub dostarczając dodatkowe ulotki podsumowujące kluczowe informacje o badaniu.

            Innym wyzwaniem związanym z procesem wyrażania zgody u osób starszych jest to, że wiele osób w podeszłym wieku ma znaczne deficyty sensoryczne, takie jak zaburzenia słuchu lub wzroku, lub deficyty poznawcze. W Stanach Zjednoczonych IRB udziela wskazówek dotyczących poszczególnych przypadków i mogą być potrzebni dodatkowi świadkowie procesu uzyskiwania zgody.

Ocena i zgłaszanie zdarzeń niepożądanych

            Powszechnie wiadomo, że wiarygodność pamięci i samooceny u chorych w podeszłym wieku jest zmienna. Może to stanowić problem nie tylko przy zbieraniu danych o wynikach, ale także przy wykrywaniu i ocenie zdarzeń niepożądanych. Dlatego korzystne jest, aby monitorowanie zdarzeń niepożądanych opierało się na jak największej liczbie źródeł informacji; może łączyć raport własny pacjenta z obserwacjami personelu badawczego, dodatkowymi raportami od nieformalnych opiekunów lub powiadomieniami lekarzy zapewniających regularną opiekę medyczną. Jednak ważne jest, aby informacje z wielu źródeł zostały połączone i zapisane w aktach uczestnika, tak aby mogły zostać ocenione przez lekarza prowadzącego badanie lub inny wyznaczony personel badawczy upoważniony do oceny i przetwarzania zdarzeń niepożądanych.

            Kolejna kwestia związana z oceną zdarzeń niepożądanych u chorych w podeszłym wieku dotyczy odpowiedzialnego określenia związku zdarzenia niepożądanego z procedurą badania tDCS. Trudność, szczególnie u chorych w podeszłym wieku, wynika z faktu, że wiele chorób lub schorzeń współistniejących jest częstych i może być trudno odróżnić niekorzystne zmiany spowodowane fluktuacją przebiegu klinicznego choroby od działań niepożądanych związanych z procedurą badania. Przynajmniej częściowym rozwiązaniem tego problemu może być rozszerzona baza początkowa, która może zapewnić wgląd w wahania statusu uczestnika oraz charakter i częstotliwość zgłaszanych przez siebie problemów zdrowotnych przed wdrożeniem procedury badawczej. Rozszerzona baza początkowa może również ujawnić regularnie doświadczane skutki uboczne związane ze schematem leczenia. Aby to zilustrować, korzystna jest możliwość udokumentowania podstawowych raportów dotyczących zawrotów głowy, duszności lub nudności związanych na przykład z przyjmowaniem leków opioidowych lub możliwość porównania częstotliwości bólów głowy lub częstotliwości wizyt na izbie przyjęć w okresie odniesienia do jednego okresu interwencyjnego. Ten rodzaj informacji z rozszerzonej bazy początkowej jest niezwykle cenny i w razie potrzeby można go również wykorzystać w raportach dla organów regulacyjnych.

Polifarmacja

            Praktyka kliniczna wykazała, że starzejące się przewlekle chore osoby często otrzymują schematy wielolekowe w celu modyfikacji leczenia i / lub leczenia objawów. Niedawna ankieta wskazuje, że ponad 80% beneficjentów Medicare przyjmuje> 1 lek na receptę, a 29% przyjmuje co najmniej 5 leków na receptę. Radzenie sobie z chorobami przewlekłymi u osób starszych jest wyzwaniem, dlatego naleganie na zaprzestanie przyjmowania leków przed udziałem w badaniu może być trudne lub niemożliwe. Może to stanowić problem w badaniach tDCS, ponieważ leki działające ośrodkowo mogą zmieniać wyniki tDCS, a zwłaszcza niektóre grupy leków, takie jak blokery NMDA, mogą modyfikować lub zapobiegać następstwom tDCS. Dlatego kwestia ta wymaga starannej oceny na etapie planowania studium. Realną opcją jest zidentyfikowanie leków / grup leków, o których wiadomo, że znacząco zmieniają działanie tDCS i przygotowanie – zgodnie z zaleceniami lekarza – planu zamiany wybranych leków. Ponieważ w przypadku niektórych leków konieczne jest stopniowe zwiększanie dawki, plan substytucji określałby również czas potrzebny na przyjęcie nowego leku, aby osiągnąć stabilną dawkę.

Inne problemy

            Oprócz rozważań praktycznych omówionych powyżej, ważne jest, aby pamiętać, że zdolność osób starszych do radzenia sobie z nadmiernym dodatkowym obciążeniem procedurami badawczymi lub wizytami studyjnymi jest ograniczona. Życie z chorobą przewlekłą jest stresujące dla pacjenta i rodziny. W związku z tym procedury badawcze należy ograniczyć do niezbędnego minimum, a gromadzenie danych o wynikach należy starannie zaplanować. Możliwym rozwiązaniem, jak zminimalizować obciążenie związane z wielokrotnymi wizytami w placówce badawczej w celu zastosowania tDCS, jest wybór podejścia domowego, co szczegółowo omówiono w rozdz. 13.

Inne szczególne uwagi dotyczące badań tDCS w starzejących się populacjach

Różnice w przepływie prądu związane z atrofią

            Zanik istoty białej i szarej jest częstą konsekwencją starzenia się. Związane z wiekiem zmiany w tkance mózgowej mają duży potencjał zmiany schematu przepływu prądu u osób starszych w porównaniu z młodszymi dorosłymi. Niedawne badania modelowania komputerowego sugerują, że podczas gdy zwiększona atrofia wraz z wiekiem zwykle prowadzi do zmniejszenia ilości prądu wpływającego do mózgu w sposób stosunkowo liniowy, większa atrofia u osób w wieku powyżej 70 lat może prowadzić do nieliniowych zmian w przepływie prądu z powodu poszerzających się komór. Praca ta sugeruje, że przewidywany przepływ prądu oparty na przykładowych modelach młodszych osób dorosłych może nie zapewniać jasnego wglądu w schemat przepływu prądu u osób starszych. Zatem indywidualne modelowanie lub modele oparte na przykładach w ciągu danej dekady życia mogą być bardziej odpowiednie do zrozumienia, gdzie w mózgu płynie prąd i z jakim natężeniem u starszych dorosłych uczestników.

Wpływ zmian połączeń strukturalnych na przepływ prądu

            Łączność istoty białej zmienia się wraz z wiekiem. Jak wspomniano powyżej, związane z wiekiem zmiany w łączności funkcjonalnej mogą znacząco zmienić obszary mózgu dotknięte tDCS. Może to częściowo wynikać z leżących u podstaw zmian strukturalnych połączeń istoty białej. Ponieważ przepływ prądu z tDCS i wynikające z niego skutki behawioralne odnoszą się nie tylko do bezpośredniej stymulacji tkanki, ale także do odległych skutków połączeń tkankowych, zrozumienie wpływu zmian strukturalnych połączeń związanych z wiekiem na przepływ prądu będzie ważne dla lepszego zrozumienia mechanizmów wpływu tDCS u osób starszych w chorobach związanych z wiekiem.

Wpływ powszechnie stosowanych leków u starszych osób dorosłych na skutki tDCS

            Pojawiła się obszerna literatura dotycząca wpływu niektórych leków na odpowiedź neurofizjologiczną wytwarzaną przez tDCS. Na przykład wcześniej wykazano, że blokery kanału sodowego blokują wytwarzanie efektów pobudzających pod elektrodą anodową, podczas gdy blokery kanału wapniowego osłabiają efekty pobudzające. Niektóre blokery kanału sodowego są powszechne w leczeniu arytmii i innych chorób serca, podczas gdy niektóre blokery kanału wapniowego są powszechnie stosowane w leczeniu bólu w klatce piersiowej i nadciśnienia. Ponadto wykazano również, że leki glutaminergiczne i gabergiczne zmieniają reakcję tkanki mózgowej na tDCS. Chociaż leki te są prawdopodobnie rzadziej przepisywane zdrowym osobom w podeszłym wieku, leki gabaergiczne mogą być stosowane w stanach lękowych i innych dolegliwościach występujących u osób starszych. Co więcej, różne leki znacząco modulują neurofizjologiczną odpowiedź tkanki mózgowej na tDCS, takie jak leki działające na serotoninę (np. SSRI), acetylocholinę, dopaminę i noradrenalinę. Na przykład, wcześniejsze badania sugerują, że SSRI podawane razem z 1 mA tDCS mogą powodować efekty stymulacji pod katodą raczej pobudzające niż hamujące. Zatem wydaje się, że wzbudzenie sieciowe uzyskuje się pod obiema elektrodami. SSRI są powszechnie przepisywane osobom starszym, szczególnie w przypadku depresji późnego wieku. Dlatego należy zwrócić szczególną uwagę na leki obecne u starszych dorosłych uczestników, ponieważ mogą one wchodzić w interakcje z tDCS, zmieniając ogólną odpowiedź neurofizjologiczną tkanki mózgowej na stymulację i znacząco wpływać na wyniki.

Wnioski

             Starzenie się i stany związane z wiekiem to coraz większy obszar badań w dziedzinie tDCS. Niedawne badania wykazujące obiecujący wpływ tDCS na funkcje poznawcze, funkcje fizyczne, przewlekły ból i inne stany związane z wiekiem sugerują, że badania w tej dziedzinie mogą być bardzo obiecujące w leczeniu schorzeń związanych z wiekiem. Badania łączące nowoczesne metody oceny funkcji mózgu i skutków tDCS będą szczególnie ważne dla zrozumienia i optymalizacji wpływu tDCS na stany związane z wiekiem. Obecnie trwają wysiłki w celu oceny w badaniach klinicznych fazy III skuteczności tDCS w ułatwianiu wyników treningu poznawczego u osób starszych i spowolnieniu początku demencji (badanie ACT, ClinicalTrials.gov NCT02851511). Praca ta jest bardzo obiecująca w ocenie i wdrażaniu interwencji opartych na tDCS u osób starszych. Przyszłe badania będą również ważne dla oceny skuteczności tDCS w innych dziedzinach badań nad starzeniem się. Niezależnie od tego wstępne ustalenia opisane w tym opracowaniu służą do podkreślenia obiecującej roli terapii tDCS w różnych dziedzinach związanych z wiekiem. W połączeniu ze starannym planowaniem i rozważaniami projektowymi, istnieje wiele powodów do ekscytacji w dziedzinie tDCS i oraz starzenia się.

Opracowano na podstawie: Woods A. J., Antonenko D., Flöel A., Hampstead B. M., Clark D., Knotkova H. „Transcranial Direct Current Stimulation in Aging Research”.

 

Bibliografia:

Abernethy, A. P., & Currow, D. C. (2011). Patient self-reporting in palliative care using information technology: Yes, there is hope! Palliative Medicine, 25, 673–674.

Ahn, H., Woods, A. J., Kunik, M. E., Bhattacharjee, A., Chen, Z., Choi, E., & Fillingim, R. B. (2017). Efficacy of transcranial direct current stimulation over primary motor cortex (anode) and contralateral supraorbital area (cathode) on clinical pain severity and mobility performance in persons with knee osteoarthritis: An experimenter- and participant-bl. Brain Stimulation, 10, 902–909.

Andrews, S. C. (2001). Caregiver burden and symptom distress in people with cancer receiving hospice care. Oncology Nursing Forum, 28, 1469–1474.

Anton, S. D., Woods, A. J., Ashizawa, T., Barb, D., Buford, T. W., Carter, C. S., Pahor, M. (2015). Successful aging: Advancing the science of physical independence in older adults. Ageing Research Reviews, 24, 304–327.

Antonenko, D., & Flöel, A. (2013). Healthy aging by staying selectively connected: A mini-review. Gerontology, 60, 3–9.

Antonenko, D., Schubert, F., Bohm, F., Ittermann, B., Aydin, S., Hayek, D., Flöel, A. (2017). tDCS-induced modulation of GABA levels and resting-state functional connectivity in older adults. The Journal of Neuroscience, 37, 79–17.

Berryhill, M. E., & Jones, K. T. (2012). tDCS selectively improves working memory in older adults with more education. Neuroscience Letters, 521, 148–151.

Bikson, M., Rahman, A., Datta, A., Fregni, F., & Merabet, L. (2012). High-resolution modeling assisted design of customized and individualized transcranial direct current stimulation protocols. Neuromodulation, 15, 306–314.

Bishop, N.  A., Lu, T., & Yankner, B.  A. (2010). Neural mechanisms of ageing and cognitive decline. Nature, 464, 529–535.

Boggio, P. S., Campanhã, C., Valasek, C. A., Fecteau, S., Pascual-Leone, A., & Fregni, F. (2010). Modulation of decision-making in a gambling task in older adults with transcranial direct current stimulation. The European Journal of Neuroscience, 31, 593–597.

Borsheski, R., & Johnson, Q. L. (2014). Pain management in the geriatric population. Missouri Medicine, 111, 508–511.

Brambilla, M., Manenti, R., Ferrari, C., & Cotelli, M. (2015). Better together: Left and right hemisphere engagement to reduce age-related memory loss. Behavioural Brain Research, 293, 125–133.

Brault, M. W. (2012). Americans with disabilities: 2010 – Household economic studies. In: Current population reports (pp. 70–131). Washington, DC: U.S. Census Bureau – U.S. Department of Commerce – Economics and Statistics Administration.

Brunoni, A. R., Amadera, J., Berbel, B., Volz, M. S., Rizzerio, B. G., & Fregni, F. (2011). A systematic review on reporting and assessment of adverse effects associated with transcranial direct current stimulation. The International Journal of Neuropsychopharmacology, 14, 1133–1145. Bureau, U. S. C. (2009). An aging world: 2008. Washington DC: U.S. Census Bureau – U.S. Department of Commerce –Economics and Statistics Administration. P95/09–1

Centers for Medicare and Medicaid Services. (2012). Chronic conditions among medicare beneficiaries, chartbook. Baltimore, MD: Centers for Medicare and Medicaid Services.

Charvet, L. E., Kasschau, M., Datta, A., Knotkova, H., Stevens, M. C., Alonzo, A., Bikson, M. (2015). Remotely-supervised transcranial direct current stimulation (tDCS) for clinical trials: Guidelines for technology and protocols. Frontiers in Systems Neuroscience, 9, 26.

Coppi, E., Houdayer, E., Chieffo, R., Spagnolo, F., Inuggi, A., Straffi, L., Leocani, L. (2014). Age-related changes in motor cortical representation and interhemispheric interactions: A transcranial magnetic stimulation study. Frontiers in Aging Neuroscience, 6.

Costa-Requena, G., Espinosa Val, M. C., & Cristofol, R. (2015). Caregiver burden in end-oflife care: Advanced cancer and final stage of dementia. Palliative & Supportive Care, 13, 583–589. Craig, C. E., & Doumas, M. (2017). Anodal transcranial direct current stimulation shows minimal, measure-specific effects on dynamic postural control in young and older adults: A double blind, sham-controlled study. PLoS One, 12, e0170331.

Damoiseaux, J. S., & Greicius, M. D. (2009). Greater than the sum of its parts: A review of studies combining structural connectivity and resting-state functional connectivity. Brain Structure & Function, 213, 525–533.

Fertonani, A., Brambilla, M., Cotelli, M., & Miniussi, C. (2014). The timing of cognitive plasticity in physiological aging: A tDCS study of naming. Frontiers in Aging Neuroscience, 6.

Fischl, B., Salat, D. H., Busa, E., Albert, M., Dieterich, M., Haselgrove, C., Dale, A. M. (2002). Whole brain segmentation. Neuron, 33, 341–355.

Flöel, A., Suttorp, W., Kohl, O., Kürten, J., Lohmann, H., Breitenstein, C., & Knecht, S. (2012). Non-invasive brain stimulation improves object-location learning in the elderly. Neurobiology of Aging, 33, 1682–1689.

Fujiyama, H., Hinder, M. R., Barzideh, A., Van de Vijver, C., Badache, A. C., Manrique-C, M. N., Swinnen, S. P. (2017). Preconditioning tDCS facilitates subsequent tDCS effect on skill acquisition in older adults. Neurobiology of Aging, 51, 31–42.

Fujiyama, H., Hyde, J., Hinder, M. R., Kim, S. J., McCormack, G. H., Vickers, J. C., & Summers, J.  J. (2014). Delayed plastic responses to anodal tDCS in older adults. Frontiers in Aging Neuroscience, 6.

Ge, Y., Grossman, R. I., Babb, J. S., Rabin, M. L., Mannon, L. J., & Kolson, D. L. (2002). Agerelated total gray matter and white matter changes in normal adult brain. Part I: Volumetric MR imaging analysis. AJNR. American Journal of Neuroradiology, 23, 1327–1333.

Goh, J. O. S. (2011). Functional dedifferentiation and altered connectivity in older adults: Neural accounts of cognitive aging. Aging and Disease, 2, 30–48.

Goodwill, A. M., Daly, R. M., & Kidgell, D. J. (2015). The effects of anodal-tDCS on cross-limb transfer in older adults. Clinical Neurophysiology, 126, 2189–2197.

Goodwill, A. M., Reynolds, J., Daly, R. M., & Kidgell, D. J. (2013). Formation of cortical plasticity in older adults following tDCS and motor training. Frontiers in Aging Neuroscience, 5.

Grady, C. (2012). The cognitive neuroscience of ageing. Nature Reviews. Neuroscience, 13, 491–505.

Gunning-Dixon, F. M., Brickman, A. M., Cheng, J. C., & Alexopoulos, G. S. (2009). Aging of cerebral white matter: A review of MRI findings. International Journal of Geriatric Psychiatry, 24, 109–117.

Gutchess, A. (2014). Plasticity of the aging brain: New directions in cognitive neuroscience. Science (80- ), 346, 579–582.

Hampstead, B. M., Khoshnoodi, M., Yan, W., Deshpande, G., & Sathian, K. (2016). Patterns of effective connectivity during memory encoding and retrieval differ between patients with mild cognitive impairment and healthy older adults. NeuroImage, 124, 997–1008.

Hardwick, R. M., & Celnik, P. A. (2014). Cerebellar direct current stimulation enhances motor learning in older adults. Neurobiology of Aging, 35, 2217–2221.

Harty, S., Robertson, I. H., Miniussi, C., Sheehy, O. C., Devine, C. A., McCreery, S., & O’Connell, R. G. (2014). Transcranial direct current stimulation over right dorsolateral prefrontal cortex enhances error awareness in older age. The Journal of Neuroscience, 34, 3646–3652.

Hasselman, D. (2012). Super-utilizer summit common themes from innovation complex care management programs center for health care strategies. https://www.chcs.org/media/FINAL_ Super-Utilizer_Report.pdf. Access on 17 July18.

Heise, K.-F., Niehoff, M., Feldheim, J.-F., Liuzzi, G., Gerloff, C., & Hummel, F.  C. (2014). Differential behavioral and physiological effects of anodal transcranial direct current stimulation in healthy adults of younger and older age. Frontiers in Aging Neuroscience, 6, 146.

Hoff, M., Kaminski, E., Rjosk, V., Sehm, B., Steele, C. J., Villringer, A., & Ragert, P. (2015). Augmenting mirror visual feedback-induced performance improvements in older adults. The European Journal of Neuroscience, 41, 1475–1483.

Holland, R., Leff, A. P., Josephs, O., Galea, J. M., Desikan, M., Price, C. J., Crinion, J. (2011). Speech facilitation by left inferior frontal cortex stimulation. Current Biology, 21, 1403–1407.

Hsu, W.-Y., Ku, Y., Zanto, T. P., & Gazzaley, A. (2015). Effects of noninvasive brain stimulation on cognitive function in healthy aging and Alzheimer’s disease: A systematic review and metaanalysis. Neurobiology of Aging, 36, 2348–2359.

Hummel, F. C., Heise, K., Celnik, P., Floel, A., Gerloff, C., & Cohen, L. G. (2010). Facilitating skilled right hand motor function in older subjects by anodal polarization over the left primary motor cortex. Neurobiology of Aging, 31, 2160–2168.

Jeon, S. Y., & Han, S. J. (2012). Improvement of the working memory and naming by transcranial direct current stimulation. Annals of Rehabilitation Medicine, 36, 585–595.

Jones, K.  T., Stephens, J.  A., Alam, M., Bikson, M., & Berryhill, M.  E. (2015). Longitudinal neurostimulation in older adults improves working memory. PLoS One, 10, e0121904.

Krause, B., & Cohen Kadosh, R. (2014). Not all brains are created equal: The relevance of individual differences in responsiveness to transcranial electrical stimulation. Frontiers in Systems Neuroscience, 8, 25.

Kuo, M.-F., & Nitsche, M. A. (2012). Effects of transcranial electrical stimulation on cognition. Clinical EEG and Neuroscience, 43, 192–199.

Laakso, I., Tanaka, S., Koyama, S., De Santis, V., & Hirata, A. (2015). Inter-subject variability in electric fields of motor cortical tDCS. Brain Stimulation, 8(5), 906–913.

Learmonth, G., Thut, G., Benwell, C.  S. Y., & Harvey, M. (2015). The implications of statedependent tDCS effects in aging: Behavioural response is determined by baseline performance. Neuropsychologia, 74, 108–119.

Lindenberg, R., Nachtigall, L., Meinzer, M., Sieg, M. M., & Flöel, A. (2013). Differential effects of dual and unihemispheric motor cortex stimulation in older adults. The Journal of Neuroscience, 33, 9176–9183.

Lohmann, G., Margulies, D.  S., Horstmann, A., Pleger, B., Lepsien, J., Goldhahn, D., Turner, R. (2010). Eigenvector centrality mapping for analyzing connectivity patterns in fMRI data of the human brain. PLoS One, 5, e10232.

Luft, C. D. B., Pereda, E., Banissy, M. J., & Bhattacharya, J. (2014). Best of both worlds: Promise of combining brain stimulation and brain connectome. Frontiers in Systems Neuroscience, 8, 132. Makris, U. E., Abrams, R. C., Gurland, B., & Reid, M. C. (2014). Management of persistent pain in the older patient: A clinical review. JAMA, 312, 825–836.

Manenti, R., Brambilla, M., Petesi, M., Ferrari, C., & Cotelli, M. (2013). Enhancing verbal episodic memory in older and young subjects after non-invasive brain stimulation. Frontiers in Aging Neuroscience, 5.

Manor, B., Zhou, J., Jor’dan, A., Zhang, J., Fang, J., & Pascual-Leone, A. (2016). Reduction of dual-task costs by noninvasive modulation of prefrontal activity in healthy elders. Journal of Cognitive Neuroscience, 28(2), 275–281.

Marquez, J., Conley, A., Karayanidis, F., Lagopoulos, J., & Parsons, M. (2015). Anodal direct current stimulation in the healthy aged: Effects determined by the hemisphere stimulated. Restorative Neurology and Neuroscience, 33, 509–519.

Martin, A., Meinzer, M., Lindenberg, R., Sieg, M. M., Nachtigall, L., & Flöel, A. (2017). Effects of transcranial direct current stimulation on neural network structure in young and older adults. Journal of Cognitive Neuroscience, 29, 1–12.

McGinley, M., Hoffman, R. L., Russ, D. W., Thomas, J. S., & Clark, B. C. (2010). Older adults exhibit more intracortical inhibition and less intracortical facilitation than young adults. Experimental Gerontology, 45, 671–678.

McLaren, M. E., Nissim, N. R., & Woods, A. J. (2018). The effects of medication use in transcranial direct current stimulation: A brief review. Brain Stimulation, 11(1), 52–58.

Meinzer, M., Lindenberg, R., Antonenko, D., Flaisch, T., & Flöel, A. (2013). Anodal transcranial direct current stimulation temporarily reverses age-associated cognitive decline and functional brain activity changes. The Journal of Neuroscience, 33, 12470–12478.

Meinzer, M., Lindenberg, R., Phan, M. T., Ulm, L., Volk, C., & Flöel, A. (2014). Transcranial direct current stimulation in mild cognitive impairment: Behavioral effects and neural mechanisms. Alzheimer’s & Dementia, 11, 1032–1040.

Nilsson, J., Lebedev, A. V., & Lövdén, M. (2015). No significant effect of prefrontal tDCS on working memory performance in older adults. Frontiers in Aging Neuroscience, 7, Article 230. Nilsson, J., Lebedev, A. V., Rydström, A., & Lövdén, M. (2017). Direct-current stimulation does little to improve the outcome of working memory training in older adults. Psychological Science, 28, 907–920.

Nissim, N. R., O’Shea, A. M., Bryant, V., Porges, E. C., Cohen, R., & Woods, A. J. (2017). Frontal structural neural correlates of working memory performance in older adults. Frontiers in Aging Neuroscience, 08.

Nitsche, M., Fricke, K., Henschke, U., Schlitterlau, A., Liebetanz, D., Lang, N., Paulus, W. (2003). Pharmacological modulation of cortical excitability shifts induced by transcranial direct current stimulation in humans. The Journal of Physiology, 553, 293–301.

Nitsche, M.  A., Grundey, J., Liebetanz, D., Lang, N., Tergau, F., & Paulus, W. (2004a). Catecholaminergic consolidation of motor cortical neuroplasticity in humans. Cerebral Cortex, 14, 1240–1245.

Nitsche, M. A., Jaussi, W., Liebetanz, D., Lang, N., Tergau, F., & Paulus, W. (2004b). Consolidation of human motor cortical neuroplasticity by D-cycloserine. Neuropsychopharmacology, 29, 1573–1578.

Nitsche, M.  A., Kuo, M.  F., Karrasch, R., Wächter, B., Liebetanz, D., & Paulus, W. (2009). Serotonin affects transcranial direct current-induced neuroplasticity in humans. Biological Psychiatry, 66, 503–508.

Nitsche, M. A., Lampe, C., Antal, A., Liebetanz, D., Lang, N., Tergau, F., & Paulus, W. (2006). Dopaminergic modulation of long-lasting direct current-induced cortical excitability changes in the human motor cortex. The European Journal of Neuroscience, 23, 1651–1657.

Nitsche, M. A., Liebetanz, D., Schlitterlau, A., Henschke, U., Fricke, K., Frommann, K., Tergau, F. (2004c). GABAergic modulation of DC stimulation-induced motor cortex excitability shifts in humans. The European Journal of Neuroscience, 19, 2720–2726.

Nitsche, M. A., Müller-Dahlhaus, F., Paulus, W., & Ziemann, U. (2012). The pharmacology of neuroplasticity induced by non-invasive brain stimulation: Building models for the clinical use of CNS active drugs. The Journal of Physiology, 590, 4641–4662.

Ortman, J. M., Velkoff, V. A., & Hogan, H. (2014). An aging nation: The older population in the United States. Economics and Statistics Administration U.S. Department of Commerce, 1964, 1–28. Panouillères, M. T. N., Joundi, R. A., Brittain, J.-S., & Jenkinson, N. (2015). Reversing motor adaptation deficits in the ageing brain using non-invasive stimulation. The Journal of Physiology, 593(16), 3645–3655.

Parikh, P. J., & Cole, K. J. (2014). Effects of transcranial direct current stimulation in combination with motor practice on dexterous grasping and manipulation in healthy older adults. Physiological Reports, 2, e00255.

Parikh, P. J., & Cole, K. J. (2015). Effects of transcranial direct current stimulation on the control of finger force during dexterous manipulation in healthy older adults. PLoS One, 10, e0124137.

Park, S. H., Seo, J. H., Kim, Y. H., & Ko, M.-H. (2014). Long-term effects of transcranial direct current stimulation combined with computer-assisted cognitive training in healthy older adults. Neuroreport, 25, 122–126.

Perceval, G., Flöel, A., & Meinzer, M. (2016). Can transcranial direct current stimulation counteract age-associated functional impairment? Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 65, 157–172.

Prehn, K., & Flöel, A. (2015). Potentials and limits to enhance cognitive functions in healthy and pathological aging by tDCS. Frontiers in Cellular Neuroscience, 9, 355.

Puri, R., & Hinder, M. (2016). Response: “Commentary: Duration-dependent effects of the BDNF Val66Met polymorphism on anodal tDCS induced motor cortex plasticity in older adults: A group and individual perspective.”. Frontiers in Aging Neuroscience, 8, 28.

Puri, R., Hinder, M.  R., Fujiyama, H., Gomez, R., Carson, R.  G., & Summers, J.  J. (2015). Duration-dependent effects of the BDNF Val66Met polymorphism on anodal tDCS induced motor cortex plasticity in older adults: A group and individual perspective. Frontiers in Aging Neuroscience, 7.

Reid, M. C., Eccleston, C., & Pillemer, K. (2015). Management of chronic pain in older adults. BMJ, 350, h532.

Resnick, S. M., Davatzikos, C., Kraut, M. A., & Zonderman, A. B. (2000). Longitudinal brain changes in older adults. Neurobiology of Aging, 21, 40.

Ross, L. A., McCoy, D., Coslett, H. B., Olson, I. R., & Wolk, D. A. (2011). Improved proper name recall in aging after electrical stimulation of the anterior temporal lobes. Frontiers in Aging Neuroscience, 3, 1–8.

Sala-Llonch, R., Bartrés-Faz, D., & Junqué, C. (2015). Reorganization of brain networks in aging: A review of functional connectivity studies. Frontiers in Psychology, 6, 663.

Salat, D. H., Buckner, R. L., Snyder, A. Z., Greve, D. N., Desikan, R. S., Busa, E., Fischl, B. (2004). Thinning of the cerebral cortex in aging. Cerebral Cortex, 14, 721–730.

Salat, D. H., Kaye, J. A., & Janowsky, J. S. (1999). Prefrontal gray and white matter volumes in healthy aging and Alzheimer disease. Archives of Neurology, 56, 338–344.

Sandrini, M., Brambilla, M., Manenti, R., Rosini, S., Cohen, L.  G., & Cotelli, M. (2014). Noninvasive stimulation of prefrontal cortex strengthens existing episodic memories and reduces forgetting in the elderly. Frontiers in Aging Neuroscience, 6.

Sandrini, M., Manenti, R., Brambilla, M., Cobelli, C., Cohen, L. G., & Cotelli, M. (2016). Older adults get episodic memory boosting from noninvasive stimulation of prefrontal cortex during learning. Neurobiology of Aging, 39, 210–216.

Seo, M. H., Park, S. H., Seo, J. H., Kim, Y. H., & Ko, M. H. (2011). Improvement of the working memory by transcranial direct current stimultion in healthy older adults. Journal of Korean Academy of Rehabilitation Medicine, 35, 201–206.

Sawyer, P., Bodner, E. V., Ritchie, C. S., & Allman, R. M. (2006). Pain and pain medication use in community-dwelling older adults. The American Journal of Geriatric Pharmacotherapy, 4, 316–324. Shpektor, A. (2015). Commentary: Duration-dependent effects of the BDNF Val66Met polymorphism on anodal tDCS induced motor cortex plasticity in older adults: A group and individual perspective. Frontiers in Aging Neuroscience, 7, 183.

Small, S.  A., Schobel, S.  A., Buxton, R.  B., Witter, M.  P., & Barnes, C.  A. (2011). A pathophysiological framework of hippocampal dysfunction in ageing and disease. Nature Reviews. Neuroscience, 12, 585–601.

Spaniol, J., Davidson, P. S. R., Kim, A. S. N., Han, H., Moscovitch, M., & Grady, C. L. (2009). Event-related fMRI studies of episodic encoding and retrieval: Meta-analyses using activation likelihood estimation. Neuropsychologia, 47, 1765–1779.

Summers, J. J., Kang, N., & Cauraugh, J. H. (2015). Does transcranial direct current stimulation enhance cognitive and motor functions in the ageing brain? A systematic review and metaanalysis. Ageing Research Reviews, 25(2016), 42–54.

Sundaram, A., Stock, V., Cruciani, R. A., & Knotkova, H. (2009). Safety of transcranial direct current stimulation (tDCS) in protocols involving human subjects. Journal of Pain Management, 2, 285–293.

Thomas, C., Datta, A., & Woods, A. (2017). Effect of aging on current flow due to transcranial direct current stimulation. Brain Stimulation, 10, 469.

Woods, A. J., Cohen, R., Marsiske, M., Alexander, G. E., Czaja, S. J., & Wu, S. (2018). Augmenting cognitive training in older adults (The ACT Study): Design and Methods of a Phase III tDCS and cognitive training trial. Contemporary Clinical Trials, 65, 19–32.

Woods, A. J., Antal, A., Bikson, M., Boggio, P. S., Brunoni, A. R., Celnik, P., Nitsche, M. A. (2016). A technical guide to tDCS, and related non-invasive brain stimulation tools. Clinical Neurophysiology, 127, 1031–1048.

Woods, A. J., Cohen, R. A., & Pahor, M. (2013). Cognitive frailty: Frontiers and challenges. The Journal of Nutrition, Health & Aging, 17, 741–743.

Woods, A. J., Mark, V. W., Pitts, A. C., & Mennemeier, M. (2011). Pervasive cognitive impairment in acute rehabilitation inpatients without brain injury. PM R, 3, 426–432.; quiz 432.

Zheng, X., Alsop, D. C., & Schlaug, G. (2011). Effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on human regional cerebral blood flow. NeuroImage, 58, 26–33.

Zhou, D., Zhou, J., Chen, H., Manor, B., Lin, J., & Zhang, J. (2015). Effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on multiscale complexity of dual-task postural control in older adults. Experimental Brain Research, 233, 2401–2409.

Zimerman, M., Nitsch, M., Giraux, P., Gerloff, C., Cohen, L.  G., & Hummel, F.  C. (2013). Neuroenhancement of the aging brain: Restoring skill acquisition in old subjects. Annals of Neurology, 73, 10–15.

To może Ciebie zainteresować

Aby umówić się na wizytę diagnostyczną i wstępną sesję terapeutyczną, prosimy o kontakt telefoniczny lub mailowy.

+48 503 526 907

centrumneuroterapii@gmail.com

Zachodniopomorskie Centrum Neuroterapii

ul. 3 Maja 25-27, piętro II, gabinet 311.
70-215 Szczecin
NIP: 8522666280