Co je mozková stimulace?

Mozková stimulace představuje moderní, vědecky podložený přístup pro ovlivnění činnosti mozku prostřednictvím cílených fyzikálních podnětů v podobě elektromagnetických pulsů, elektrického proudu, akustických vln, například ultrazvuku, či laserového záření. Metody mozkové stimulace nalezly uplatnění jak ve výzkumu studia mozkových funkcí, tak jako terapeutické intervence. Některé z těchto metod jsou stále ve fázi experimentálního vývoje, zatímco jiné jsou již zavedené v klinické praxi a nalezly uplatnění v léčbě neurologických a duševních onemocnění, či v rehabilitaci.

Neinvazivní mozková stimulace (NIBS)

Transkraniální magnetická stimulace (TMS)

Transkraniální magnetická stimulace využívá silné magnetické pole k neinvazivní stimulaci mozku. Magnetické pole indukuje elektrický proud v mozkové tkáni, který může zvyšovat nebo snižovat excitabilitu kortexu. Na rozdíl od transkraniální elektrické stimulace může TMS při dostatečné intenzitě přímo vyvolat nebo potlačit akční potenciály, což umožňuje také vytvoření tiché periody. TMS se využívá diagnosticky k vyšetření motorické kůry pomocí motoricky evokovaných potenciálů (MEP), které indikují funkční stav mozku a míchy, například při roztroušené skleróze.

Repetitivní TMS (rTMS) slouží jako terapeutický nástroj k indukci dlouhodobých změn mozkové aktivity, což umožňuje léčbu různých onemocnění, například deprese, chronické bolesti, obsedantně-kompulzivní poruchy nebo některých příznaků schizofenie. Tato metoda je hlavním představitelem NIBS metod.

Transkraniální stimulace stejnosměrným proudem (tDCS)

tDCS je bezpečná a neinvazivní metoda mozkové stimulace, která využívá elektrický proud o nízké intenzitě (do 2 mA) k modulaci aktivity vybraných mozkových oblastí. Podle polarity proudu může stimulace zvyšovat (anodální) nebo snižovat (katodální) excitabilitu mozkové kůry. Krátká stimulace (cca 10 minut) může vyvolat změny v neuronální aktivitě, které se při opakovaném použití mohou projevit dlouhodobými pozitivními účinky, jako je zmírnění chronické bolesti nebo zlepšení kognitivních funkcí. Anodální tDCS na dorzolaterální prefrontální kůru je u unipolární deprese považována za prokázaně účinnou metodu.

Transkraniální stimulace střídavým proudem (tACS)

TACS se liší od transkraniální stimulace stejnosměrným proudem (tDCS) tím, že na mozek aplikuje nízkoenergetický sinusový elektrický proud s volitelnou frekvencí, která umožňuje interakci s kortikálními mozkovými oscilacemi. Tato metoda modulací mozkové aktivity prostřednictvím synchronizace oscilací a indukce dlouhodobé synaptické plasticity může ovlivnit kognitivní procesy. tACS je využívána v kognitivních neurovědách a aktuálně je zkoumána v psychiatrických klinických studiích jako potenciální terapeutický nástroj. Parametry stimulace (frekvence, amplituda a doba trvání) lze přizpůsobit cílení specifických mozkových oblastí. Modulací mozkových oscilací a konektivity může tACS upravovat neuronální aktivitu bez přímého ovlivnění frekvence akčních potenciálů, čímž mění excitabilitu vybraných mozkových struktur.

Transkraniální stimulace náhodným šumem (tRNS)

Transkraniální stimulace náhodným šumem využívá nízkoenergetické střídavé proudy s náhodně proměnlivou frekvencí a amplitudou. Tento "šum" zvyšuje excitabilitu neuronů a zlepšuje jejich citlivost na slabé podněty. Mechanismy účinku nejsou zcela objasněny. tRNS prokazuje příznivé efekty na kortikální obvody, moduluje neuronální zpracování v senzorických a motorických oblastech a zlepšuje kognitivní a motorické funkce. Účinnost této metody je vysvětlována ovlivněním kortikálních rytmů, podpořením plasticity a zlepšením poměru signál/šum.

Elektrokonvulzivní terapie (EKT)

Elektrokonvulzivní terapie je lékařský zákrok, při kterém jsou za celkové anestézie aplikovány krátké elektrické pulzy do mozku za účelem vyvolání krátkého záchvatu. EKT se používá především u těžkých psychiatrických stavů, například rezistentní deprese. Poskytuje rychlé a výrazné zlepšení symptomů, zejména pokud jiné léčebné přístupy selhaly. Moderní postupy EKT jsou bezpečnější než dřívější díky přesné kontrole stimulačních parametrů a monitorovanému prostředí. Typicky se provádí série ošetření v průběhu několika týdnů, přičemž zlepšení bývá patrné po několika sezeních. EKT je uznávanou a efektivní metodou široce doporučovanou odbornými společnostmi a je vhodná i pro různé věkové skupiny pacientů s těžkými duševními onemocněními.

Transkraniální ultrazvuková stimulace (TUS)

Transkraniální ultrazvuková stimulace je inovativní neinvazivní metoda mozkové stimulace, která pomocí pulzních ultrazvukových vln modulací cílených oblastí mozku ovlivňuje neuronální okruhy. Metoda umožňuje excitaci nebo inhibici neuronální aktivity s vysokým prostorovým rozlišením a hlubokou penetrací. TUS je perspektivní nástroj základního i klinického výzkumu s potenciálem v léčbě neurologických onemocnění, jako jsou Alzheimerova choroba, epilepsie, či cévní mozkové příhody. Ultrazvukové vlny se generují piezoelektrickým efektem, kdy elektrický proud vyvolá mechanické vibrace krystalu, jež jsou přenášeny ultrazvukovým měničem.

Vagová stimulace (VNS)

VNS je metoda neuromodulace, při níž je činnost mozku ovlivňována periferně, prostřednictvím elektrických impulzů vysílaných do n. vagus (bloudivého nervu), který je následně předává do mozku. Tento způsob stimulace může ovlivnit mozkovou aktivitu a využívá se při léčbě epilepsie, depresivní poruchy, a nově také jako podpora neurorehabilitace například po cévní mozkové příhodě. Zařízení může mít neinvazivní podobu, kdy je stimulace aplikována přes pokožku v oblasti ucha nebo krku, nebo tradičnější formu zařízení implantovaného pod kůži v oblasti hrudníku a pomocí vodiče propojeno s bloudivým nervem na krku. VNS představuje perspektivní přístup k ovlivnění nervové soustavy bez nutnosti transkraniálníhozásahu do mozkové tkáně.

Invazivní mozková stimulace

Hluboká mozková stimulace (DBS)

Hluboká mozková stimulace je neurochirurgický zákrok, při němž jsou do přesně vymezených oblastí mozku implantovány elektrody. Tyto elektrody vytvářejí elektrické impulzy, které ovlivňují mozkovou aktivitu a tím napomáhají léčbě různých neurologických i psychiatrických onemocnění. DBS se běžně používá u Parkinsonovy nemoci, esenciálního tremoru, dystonie, epilepsie, Tourettova syndromu a obsedantně-kompulzivní poruchy. Stimulace ovlivňuje činnost nervových buněk a chemických procesů v mozku spojených s daným onemocněním. Celý systém je řízen neurostimulátorem umístěným pod kůží, který je pomocí vodičů propojen s elektrodami v mozku. Výzkum dále zkoumá možnosti využití DBS u Huntingtonovy nemoci, chronické bolesti, klastrových bolestí hlavy, demence, deprese, závislostí či obezity.