Механизмы, включающиеся при транскраниальном магнитном воздействии
Обзор современных исследований
DOI:
https://doi.org/10.33910/2687-0223-2023-5-3-202-206Ключевые слова:
транскраниальная магнитная стимуляция, речь, речевые проблемы, мальчики, девочкиАннотация
В обзоре делается попытка описать современные представления о процессах, которые происходят в мозге при транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС). Показано, что весьма часто это воздействие используют при попытках активации речевых процессов у детей, прежде всего, мальчиков. Описывается причина, по которой речевые проблемы чаще встречаются у мальчиков, нежели у девочек. Отмечается, что физиологическое распространение ТМС сложно смоделировать, потому что спинномозговая жидкость, а также белое и серое вещества имеют разную проводимость. Рассматриваются три ранних гипотезы, связывающие изменения в мозге и ТМС: 1) дезорганизация активности сетей; 2) гипотеза конкуренции заключена в том, что ТМС подавляет нервную активность, т. е. уменьшает сигнал, а не добавляет шум; 3) гипотеза состоит в том, что при низких интенсивностях активности мозг улучшает обнаружение сигнала. Появление новых технологий позволило не только проверить данные гипотезы, но и выяснить возможные изменения состояния активности мозговой ткани в месте воздействия ТМС. Далее описываются результаты исследований, в которых ТМС проводили параллельно с измерением ЭЭГ или функциональной томографией. Представлены данные, полученные при стимуляции префронтальной коры, сенсорной коры и париетальной области.
Эти технологии позволили показать, что изменения активности нейронов мозга происходят не только в месте воздействия ТСМ, но и в отдаленных глубинных структурах. Важнейшим результатом стал вывод, что в наибольшей степени при ТМС активируются слабоактивные популяции нейронов и нейроны, которые были активированы перед воздействием ТМС. Результат позволяет предположить, что ТМС будет особенно эффективна при применении на детях с проблемами речи, если непосредственно перед воздействием будет предложена речевая задача.
Библиографические ссылки
Aberra, A. S., Wang, B., Grill, W. M., Peterchev, A. V. (2020) Simulation of transcranial magnetic stimulation in head model with morphologically-realistic cortical neurons. Brain Stimulation, vol. 13, no. 1, pp. 175–189. https://doi.org/10.1016/j.brs.2019.10.002 (In English)
Bonini, L., Serventi, F. U., Simone, L. et al. (2011) Grasping neurons of monkey parietal and premotor cortices encode action goals at distinct levels of abstraction during complex action sequences. The Journal of Neurosciences, vol. 31, no. 15, pp. 5876–5887. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.5186-10.2011 (In English)
D’Esposito, M., Postle, B. R. (2015) The cognitive neuroscience of working memory. Annual Review of Psychology, vol. 66, pp. 115–142. https://doi.org/10.1146/annurev-psych-010814-015031 (In English)
Goldberg, E. (2003) Upravlyayushchij mozg: Lobnye doli, liderstvo i tsivilizatsiya [The executive brain: Frontal lobes and the civilized mind]. Moscow: Smysl Publ., 335 p. (In Russian)
Handwerker, D. A., Ianni, G., Gutierrez, B. et al. (2020) Theta-burst TMS to the posterior superior temporal sulcus decreases resting-state fMRI connectivity across the face processing network. Network Neurosciences, vol. 4, no. 3, pp. 746–760. https://doi.org/10.1162/netn_a_00145 (In English)
Harris, J. A., Clifford, C. W. G., Miniussi, C. (2008) The functional effect of transcranial magnetic stimulation: Signal suppression or neural noise generation? Journal of Cognitive Neurosciences, vol. 20, no. 4, pp. 734–40. https://doi.org/10.1162/jocn.2008.20048 (In English)
Kim, S., Nilakantan, A. S., Hermiller, M. S. et al. (2018) Selective and coherent activity increases due to stimulation indicate functional distinctions between episodic memory networks. Science Advances, vol. 4, no. 8, article eaar2768. https://doi.org/10.1126/sciadv.aar2768 (In English)
Martin, R. (2013) How we do it. New York: Basic Books Publ., 320 p. (In English)
Miniussi, C., Harris, J. A., Ruzzoli, M. (2013) Modelling non-invasive brain stimulation in cognitive neuroscience. Neurosciences and Biobehavioral Reviews, vol. 37, no. 8, pp. 1702–1712. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2013.06.014 (In English)
Nikolaeva, E. I., Ilyuchina, V. A., Vergunov, E. G. (2019) Spetsifika mezhpolusharnoj funktsional’noj asimmetrii lobnoj oblasti u detej 4–7 let s zaderzhkoj psikhicheskogo i rechevogo razvitiya [Peculiarities of interhemispheric functional asymmetry of the frontal region in 4–7 year-old children with mental development and speech development delay]. Kompleksnye issledovaniya detstva — Comprehensive Child Studies, vol. 1, no. 1, pp. 11–21. https://doi.org/10.33910/2687-0223-2019-1-1-11-21 (In Russian)
Ortuño, T., Grieve, K. L., Cao, R. et al. (2014) Bursting thalamic responses in awake monkey contribute to visual detection and are modulated by corticofugal feedback. Frontiers and Behavioral Neurosciences, vol. 8, article 198. https://doi.org/10.3389%2Ffnbeh.2014.00198 (In English)
Pasley, B. N., Allen, E. A., Freeman, R. D. (2009) State-dependent variability of neuronal responses to transcranial magnetic stimulation of the visual cortex. Neuron, vol. 62, no. 2, pp. 291–303. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2009.03.012 (In English)
Pitcher, D., Parkin, B., Walsh, V. (2021) Transcranial magnetic stimulation and the understanding of behavior. Annual Review of Psychology, vol. 72, pp. 97–121. https://doi.org/10.1146/annurev-psych-081120-013144 (In English)
Rahnev, D., Kok, P., Munneke, M. et al. (2013) Continuous theta burst transcranial magnetic stimulation reduces resting state connectivity between visual areas. Journal of Neurophysiology, vol. 110, no. 8, pp. 1811–1821. https://doi.org/10.1152/jn.00209.2013 (in English)
Romero, M., Janssen, P., Davare, M. (2019) Neural effects of continuous theta-burst stimulation on single neurons in macaque parietal cortex. Brain Stimulation, vol. 12, no. 2, pp. 485–486. https://doi.org/10.1016/j.brs.2018.12.587 (In English)
Ruff, C. C., Blankenburg, F., Bjoertomt, O. et al. (2006) Concurrent TMS-fMRI and psychophysics reveal frontal influences on human retinotopic visual cortex. Current Biology, vol. 16, no. 15, pp. 1479–1488. https://doi.org/10.1016/j.cub.2006.06.057 (In English)
Schwarzkopf, D. S., Silvanto, J., Rees, G. (2011) Stochastic resonance effects reveal the neural mechanisms of transcranial magnetic stimulation. Journal of Neurosciences, vol. 31, no. 9, pp. 3143–3147. https://doi.org/10.1523/jneurosci.4863-10.2011 (In English)
Silvanto, J., Lavie, N., Walsh, V. (2006) Stimulation of the human frontal eye fields modulates sensitivity of extrastriate visual cortex. Journal of Neurophysiology, vol. 96, no. 2, pp. 941–945. https://doi.org/10.1152/jn.00015.2006 (In English)
Silvanto, J., Muggleton, N., Walsh, V. (2008) State-dependency in brain stimulation studies of perception and cognition. Trends in Cognitive Neurosciences, vol. 12, no. 12, pp. 447–454. https://doi.org/10.1016/j.tics.2008.09.004 (In English)
Van de Ven, V., Sack, A. T. (2013) Transcranial magnetic stimulation of visual cortex in memory: Cortical state, interference and reactivation of visual content in memory. Behavioural and Brain Research, vol. 236, no. 1, pp. 67–77. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2012.08.001 (In English)
Van Lamsweerde, A. E., Johnson, J. S. (2017) Assessing the effect of early visual cortex transcranial magnetic stimulation on working memory consolidation. Journal of Cognitive Neurosciences, vol. 29, no. 7, pp. 1226–1238. https://doi.org/10.1162/jocn_a_01113 (In English)
Wasserman, E. M., Epstein, C. M., Ziemann, U. et al. (eds.). (2008) The Oxford handbook of transcranial stimulation. Oxford: Oxford University Press, 764 p. (In English)
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2023 Елена Ивановна Николаева
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Автор предоставляет материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. После публикации все статьи находятся в открытом доступе.
Авторы сохраняют авторские права на статью и могут использовать материалы опубликованной статьи при подготовке других публикаций, а также пользоваться печатными или электронными копиями статьи в научных, образовательных и иных целях. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.
