ТМС-ЭЭГ. Closed Loop

В настоящее время методика транскраниальной магнитной стимуляции успешно применяется при лечении таких заболеваний, как

• депрессия;
• посттравматическое стрессовой расстройство;
• реабилитация после перенесенного инсульта;
• аутизм и др.

Вместе с тем методика ТМС-ЭЭГ активно исследуется и также применяется в клинической практике:

• при реабилитации после инсульта;
• для локализации очага эпилептиформной активности;
• для персонализированного лечения депрессии методом ТМС;
• для объективной оценки уровня сознания критически больных пациентов.

Недавние исследования в области ТМС-ЭЭГ [1-3] показывают, что ответ головного мозга на магнитный стимул и эффективность ТМС-лечения могут быть повышены, если выдача стимулов будет производиться не в случайном порядке, а в определенную фазу альфа-ритма на ЭЭГ.

Регистрация ЭЭГ с определением в режиме реального времени пиков альфа-ритма (применен полосовой фильтр 8-14 Гц)

Системы, которые позволяют объединить ЭЭГ-регистратор и магнитный стимулятор в единый комплекс назвали "замкнутым циклом" (closed loop). В таких комплексах программное обеспечение может анализировать ЭЭГ в реальном времени и выдавать магнитный стимул в заданную фазу альфа-ритма.

Пациент и оборудование подготовлены для начала ТМС-лечения под контролем ЭЭГ

Обычно для анализа альфа-ритма в реальном времени используется окципитальное ЭЭГ-отведение О1 или О2. ЭЭГ-регистратор и магнитный стимулятор должны быть жестко синхронизированы с минимальной задержкой.

Регистрация ЭЭГ, анализ в реальном времени и выдача стимулов в заданный момент

В момент, когда программное обеспечение определяет заданную фазу альфа-ритма выдается стимул. Зачастую в программном обеспечении предусмотрен механизм "предсказания" фазы альфа-ритма, основанный на алгоритмах искусственного интеллекта, для своевременной подачи команды на стимул.

Система для реализации "замкнутого цикла" для ТМС стимуляции в заданную фазу альфа-ритма

С помощью таких систем исследователи смогли сравнить вызванные ответы головного мозга на магнитную стимуляцию при подаче стимула в разные фазы альфа-ритма.

Подача магнитного стимула в разные фазы альфа-ритма

По результатам исследований выяснилось, что амплитуда вызванного ответа головного мозга на транскраниальную магнитную стимуляцию при подаче стимула в фазу 90° значимо выше, чем, например, в фазу 270°.

Амплитуда компонента N100 при подаче стимула в фазу 90° максимальна

По результатам другого исследования [3] было показано, что эффективность лечения депрессии методом ТМС может зависеть от момента подачи стимулов в зависимость от фазы альфа-ритма на ЭЭГ.

Исследователи сравнивают процесс транскраниальной магнитной стимуляции в зависимости от фазы альфа-ритма с раскачиванием качелей. Если толкать качели в случайные моменты времени, то раскачать их гораздо сложнее, чем если толкать их синхронно с их текущей фазой.

Если толкать качели в случайные моменты времени, то раскачать их гораздо сложнее, чем если толкать их синхронно с их текущей фазой

Заключение

Пока методика "замкнутого цикла" при ТМС-ЭЭГ применяется только в научных исследованиях, но с повышением доступности методики ТМС-ЭЭГ в целом следует ожидать расширения ее применения в том числе и повышения эффективности применения ТМС-терапии при различных заболеваниях.

Видео о методике проведения ТМС-ЭЭГ

Полезные материалы

1. ЭЭГ-ТМС.
2. Видео о методике проведения ТМС-ЭЭГ.
3. Мастер-класс по проведению методики регистрации вызванных потенциалов ЭЭГ-ТМС.
4. ЭЭГ. Персонализированное лечение депрессии с помощью ТМС и индивидуальной частоты альфа-ритма.
5. Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС). Области применения.

Список литературы

1. Closed-loop TMS-EEG reactivity with occipital alpha-phase
   synchronized, Journal of Neural Engineering, 2022.
2. Closed-loop optimization of transcranial magnetic stimulation with
   electroencephalography feedback, Brain Stimulation, 2022.
3. The timing of transcranial magnetic stimulation relative to the phase of
   prefrontal alpha EEG modulates downstream target engagement, Brain Stimulation, 2023.