Введение

Глаукома — это заболевание глаз, которое повреждает зрительный нерв, вызывая потерю периферического зрения. После возникновения повреждения традиционные методы лечения (например, снижение внутриглазного давления) не могут восстановить утраченное зрение. Поэтому исследователи изучают, может ли неинвазивная стимуляция мозга помочь улучшить оставшееся зрение. Двумя распространенными методами являются транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) и транскраниальная магнитная стимуляция (TMS), которые применяют слабые электрические или магнитные импульсы к коже головы для модуляции активности мозга. Небольшие исследования протестировали эти методы на пациентах с глаукомой, чтобы выяснить, можно ли улучшить зрительную обработку (контрастную чувствительность, дефекты полей зрения и т.д.). Мы рассмотрим эти пилотные и контролируемые исследования, отмечая, где были размещены электроды или катушки, параметры стимуляции, измеренные улучшения зрения и продолжительность этих улучшений. Мы также обсудим возможные механизмы (например, усиление пластичности мозга или снижение нейронного «шума») и важность хорошо разработанных плацебо-контролируемых исследований (поскольку эффекты обучения или плацебо могут имитировать улучшение).

Методы стимуляции мозга

tDCS использует слабый постоянный электрический ток, подаваемый через электроды, расположенные на коже головы. В зависимости от полярности, он может увеличивать (анодная) или уменьшать (катодная) корковую возбудимость. Как правило, один электрод размещается над целевой областью мозга (часто это затылочная зрительная кора), а другой электрод (референсный) — в другом месте (например, на щеке или лбу). Сеансы лечения обычно длятся 10–20 минут при токе 1–2 мА. TMS использует короткие магнитные импульсы через катушку для индукции электрических токов в подлежащей коре. Оба метода применялись при многих нарушениях функций мозга; в отношении зрения они направлены на «усиление» остаточной зрительной функции путем активации пластичности в зрительных путях.

tDCS при глаукоме

В исследованиях глаукомы исследователи обычно нацеливались на зрительную кору (затылочная доля). В недавнем рандомизированном исследовании пациенты получили один сеанс анодной tDCS (a-tDCS) при токе 2 мА в течение 20 минут. Анод был помещен в точку Oz (срединная затылочная область), а катод — на щеку. Этот единственный сеанс незначительно улучшил точность обнаружения в поле зрения (прирост около 3–5% при периметрии высокого разрешения) по сравнению с плацебо (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Мультифокальные зрительные вызванные потенциалы (mfVEP) также показали несколько более высокое отношение сигнал/шум и более быстрые реакции после a-tDCS. Эти улучшения были статистически значимыми по сравнению с плацебо, но имели очень малую величину, примерно на уровне изменчивости при повторном тестировании (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Другими словами, зрение улучшилось по некоторым тестам, но лишь на несколько процентов, что может быть незаметно в повседневной жизни.

Параметры сеанса: Типичные пилотные исследования использовали один 20-минутный сеанс а-tDCS силой 1–2 мА, направленный на затылочную область (Oz). Одно исследование также опробовало альтернативные формы волн (переменного тока tACS на 10 Гц и случайного шума tRNS) по сравнению с плацебо, но только a-tDCS показала какой-либо четкий эффект (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ни одно исследование не использовало очень высокую интенсивность или очень длительную продолжительность более 20–30 минут.

Зрительные результаты: Измеренные результаты включали индексы поля зрения (например, точность обнаружения или средний дефект при периметрии), а иногда и контрастную чувствительность или остроту зрения. В вышеупомянутом исследовании a-tDCS привела к небольшому увеличению точности обнаружения в тесте периметрии высокого разрешения (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Значительных изменений в стандартной автоматизированной периметрии (средний дефект) или остроте зрения не наблюдалось. Контрастная чувствительность не всегда измерялась в исследованиях глаукомы, хотя при других глазных заболеваниях tDCS может временно повышать пороговые значения контраста. Важно отметить, что РКИ по глаукоме указало, что крошечные улучшения «могут не иметь клинического значения» (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Продолжительность эффектов: В этих исследованиях эффекты проверялись непосредственно до и после сеанса стимуляции. Длительное наблюдение за пределами нескольких часов в этом исследовании не сообщалось, поэтому неясно, как долго длится эффект от одного сеанса. Другие исследования (в отношении повреждений зрительного нерва в целом) показывают, что любое улучшение часто исчезает в течение дней или недель после прекращения стимуляции (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

TMS и другие методы

TMS: На сегодняшний день опубликовано мало исследований по повторяющейся TMS (rTMS) конкретно для лечения глаукомы. TMS может возбуждать нейроны зрительной коры и экспериментально использовалась для индукции фосфенов (вспышек света) даже у слепых людей. Теоретически, rTMS могла бы применяться в нескольких сеансах к затылочной доле для усиления корковой возбудимости и, возможно, выявления остаточного зрения. Однако пока ни одно хорошо контролируемое исследование глаукомы не показало явных улучшений зрения от TMS. (Большинство исследований поля зрения с использованием TMS проводились при потере зрения, связанной с инсультом, а не с глаукомой.)

Альтернативная электрическая стимуляция: В некоторых исследованиях использовалась трансорбитальная стимуляция переменным током (rtACS), при которой электроды размещаются на закрытых веках для стимуляции сетчатки/зрительного нерва. Хотя этот метод в основном воздействует на глаз, а не на мозг, он сочетался с мониторингом мозговой активности. В одном крупном рандомизированном исследовании rtACS при повреждении зрительного нерва (включающем многих пациентов с глаукомой) испытуемые проходили 10 ежедневных сеансов по 50 минут каждый. Обе группы — группа реальной стимуляции и группа плацебо — улучшили свои поля зрения при рутинном тестировании, при этом в группе rtACS наблюдалось немного большее среднее увеличение (медиана ~41,3% против 29,3% увеличения обнаружения (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)). Разница не достигла статистической значимости для основного результата (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Интересно, что при двухмесячном наблюдении было небольшое преимущество между группами по одной из мер (чувствительность статической периметрии) в пользу rtACS (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Другими словами, это указывает на некоторую сохраняющуюся пользу, но большинство улучшений также наблюдалось в группе плацебо, что указывает на эффекты обучения или плацебо. Авторы пришли к выводу, что rtACS, по-видимому, «частично восстанавливает зрение», способствуя пластичности мозга (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), но в целом клиническое воздействие было незначительным.

Результаты исследований – Достижения и ограничения

Во всех исследованиях любые улучшения зрения были, как правило, скромными и кратковременными. Например, в упомянутых выше транскраниальных исследованиях контрастная чувствительность существенно не изменилась, а улучшения поля зрения были всего на несколько процентных пунктов выше исходного уровня. Пациенты редко замечают такие незначительные изменения. Большинство отчетов описывают немедленные улучшения после стимуляции, с небольшими доказательствами долгосрочной устойчивости. В исследовании rtACS небольшое улучшение поля зрения сохранялось в течение 2 месяцев по одной мере (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), но многие другие показатели регрессировали. Ожидается, что эффекты однократного сеанса tDCS также исчезнут без повторных сеансов.

Кроме того, важны эффекты плацебо. Некоторые исследования показали, что зрительные тесты улучшались даже при фиктивной (неактивной) стимуляции (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Именно поэтому в более крупном исследовании наблюдалось 29% улучшение у респондентов, получивших плацебо. Недавний обзор неинвазивной стимуляции при различных заболеваниях глаз пришел к выводу, что небольшие средние преимущества (для остроты зрения, обнаружения в поле зрения и т.д.) могут частично отражать эффекты плацебо или обучения (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Другими словами, «активная» стимуляция часто превосходила плацебо лишь с небольшим отрывом, а иногда улучшения при плацебо были такими же значительными. Эта неопределенность означает, что мы должны интерпретировать ранние пилотные результаты с осторожностью.

Возможные механизмы

Если стимуляция мозга действительно улучшает зрение, как это может работать? Одна из идей — корковая пластичность: зрительная кора может укреплять слабые пути и выявлять «резервные» цепи после травмы глаза. Стимуляция может увеличить уровни факторов роста или изменить нейротрансмиттеры, облегчая адаптацию мозга (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Например, считается, что анодная tDCS слегка деполяризует нейроны, потенциально усиливая синаптическую пластичность в зрительных областях. Другая идея — снижение шума: при дегенерации зрения оставшиеся сигналы от глаза могут быть погребены в «нейронном шуме». Некоторые исследования (при других заболеваниях сетчатки) предполагают, что снижение шума может быстро улучшить восприятие. Например, одно исследование пролиферативной диабетической ретинопатии показало, что применение катодной tDCS (которая может ингибировать гиперактивные нейроны) улучшало выполнение зрительных задач. Авторы предположили, что tDCS, вероятно, снижала уровень случайной нейронной активности, тем самым проясняя фактический зрительный сигнал (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). По аналогии, если выжившие ганглиозные клетки сетчатки при глаукоме шумят, tDCS может помочь «заглушить» этот шум и улучшить контрастность или чувствительность поля зрения.

С другой стороны, некоторые эффекты могут быть вовсе не физиологическими. Стимуляция может повышать бдительность или создавать ощущение плацебо «что-то происходит», что может улучшить результаты тестов. Действительно, в исследовании стимуляции зрительного нерва было отмечено, что большая часть тока фактически проходит через сетчатку и зрительный нерв, а не через глубокие слои коры (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Эти авторы по-прежнему заявляют об изменениях в синхронности мозга (ритмы ЭЭГ в зрительных областях) после лечения, но трудно исключить неспецифические эффекты. Чтобы разобраться в этих возможностях, будущие исследования должны сочетать измерения активности мозга (такие как ЭЭГ или фМРТ) с тестами зрения.

Будущие исследования – Повышение строгости

Учитывая скромные и неоднозначные результаты на данный момент, будущие исследования должны быть тщательно спланированы. Ключевые элементы включают:

- Рандомизированное плацебо-контролируемое исследование: Каждая группа реальной стимуляции должна иметь плацебо-процедуру, которая имитирует ощущение (например, кратковременное нарастание тока, но без постоянной стимуляции). Как пациенты, так и исследователи должны быть ослеплены. Это крайне важно для учета эффектов обучения и плацебо.
- Множественные сеансы: Одиночные сеансы дают лишь кратковременные эффекты. Исследования должны тестировать повторные сеансы (например, ежедневно в течение 1–2 недель), поскольку нейропластические изменения часто требуют повторения. Исследование VIRON проводит 10 сеансов по 25 минут каждый для пациентов с глаукомой (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov).
- Объективные результаты: Используйте стандартизированные тесты зрения, такие как автоматизированная периметрия (средний дефект, общая девиация), таблицы для оценки контрастной чувствительности и даже электрофизиологию (ЗВП или ЭЭГ) в качестве вторичных показателей. Периметрия высокого разрешения может выявлять небольшие изменения, но результаты должны превышать нормальную вариабельность теста. Включение опросников о зрении, заполняемых пациентами, может помочь оценить реальное влияние.
- Последующие измерения: Для оценки устойчивости зрение следует повторно проверять через несколько недель после последней стимуляции. Если польза сохраняется, то поле зрения (или острота) должно быть лучше исходного уровня при последующем наблюдении.
- Нейровизуализация / физиология: Сочетание с функциональной МРТ или ЭЭГ может показать, изменяются ли зрительные сети мозга после стимуляции. Например, можно провести фМРТ при предъявлении зрительных стимулов до и после лечения, или измерить коннективность зрительных областей в состоянии покоя. Это помогает проверить, имеют ли какие-либо перцептивные изменения нейронный коррелят, и отличить пластические изменения от простой практики тестирования.

Такие строгие исследования прояснят, действительно ли стимуляция мозга помогает при глаукоме или является просто эффектом, подобным плацебо. До тех пор tDCS и TMS остаются перспективными исследовательскими инструментами, но недоказанными методами лечения для пациентов.

Заключение

Таким образом, пилотные исследования стимуляции мозга при глаукоме сообщают о небольших улучшениях в тестах поля зрения или задачах на контраст, но они часто аналогичны улучшениям, наблюдаемым при фиктивной стимуляции (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Недавнее рандомизированное исследование показало, что один сеанс затылочной a-tDCS дал лишь на несколько процентов лучшую точность обнаружения, чем плацебо (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Более крупное исследование зрительного нерва показало некоторое улучшение поля зрения после нескольких дней трансорбитальной стимуляции током, но разница по сравнению с плацебо не была значительной сразу после лечения (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Сообщаемая «долговечность» этих улучшений варьируется; одно исследование обнаружило небольшое преимущество реальной стимуляции через 2 месяца по одному показателю (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), но большинство эффектов не сохранялись.

Механистически, улучшения могут отражать реальные нейропластические изменения — перестройку мозга для лучшего использования оставшихся сигналов сетчатки (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) — или просто снижение аберрантного нейронного шума (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). В качестве альтернативы, мотивационные факторы или эффект плацебо могут объяснять некоторые улучшения. Существующие данные все еще предварительны. Будущие исследования требуют хорошо контролируемых испытаний с повторными сеансами, объективными измерениями и нейровизуализацией, чтобы окончательно доказать, могут ли tDCS или TMS помочь пациентам с глаукомой.