stringtranslate.com

Нейростимуляция

Нейростимуляция — это целенаправленная модуляция активности нервной системы с использованием инвазивных (например, микроэлектродов ) или неинвазивных средств (например, транскраниальной магнитной стимуляции или транскраниальной электрической стимуляции , tES, такой как tDCS или транскраниальная стимуляция переменным током , tACS). Нейростимуляция обычно относится к электромагнитным подходам к нейромодуляции .

Технология нейростимуляции может улучшить качество жизни тех, кто сильно парализован или имеет глубокие потери различных органов чувств, а также для постоянного уменьшения сильной хронической боли, которая в противном случае потребовала бы постоянной (круглосуточной) терапии опиоидами в высоких дозах (например, нейропатическая боль и повреждение спинного мозга). Она служит ключевой частью нейронного протезирования для слуховых аппаратов , искусственного зрения, искусственных конечностей и интерфейсов мозг-машина . В случае нейронной стимуляции в основном используется электрическая стимуляция и применяются сбалансированные по заряду двухфазные постоянные формы тока или подходы с емкостной связью. В качестве альтернативы были предложены транскраниальная магнитная стимуляция и транскраниальная электрическая стимуляция в качестве неинвазивных методов, в которых либо магнитное поле , либо транскраниально приложенные электрические токи вызывают нейростимуляцию. [1] [2]

Стимуляция мозга

Стимуляция мозга имеет потенциал для лечения некоторых расстройств, таких как эпилепсия . В этом методе запланированная стимуляция применяется к определенным корковым или подкорковым мишеням. Существуют доступные коммерческие устройства [3] , которые могут подавать электрический импульс в запланированные интервалы времени. Предполагается, что запланированная стимуляция изменяет внутренние нейрофизиологические свойства эпилептических сетей. Наиболее изученными мишенями для запланированной стимуляции являются переднее ядро ​​таламуса и гиппокамп . Было изучено переднее ядро ​​таламуса, которое показало значительное снижение приступов при включенном стимуляторе по сравнению с выключенным в течение нескольких месяцев после имплантации стимулятора. [4] Более того, кластерную головную боль (CH) можно лечить с помощью временного стимулирующего электрода в клиновидно-небном ганглии (SPG). Облегчение боли сообщается в течение нескольких минут стимуляции в этом методе. [5] Чтобы избежать использования имплантированных электродов, исследователи разработали способы создания «окна», сделанного из циркония, который был модифицирован, чтобы стать прозрачным, и имплантировали в черепа мышей, чтобы позволить оптическим волнам проникать глубже, как в оптогенетике , для стимуляции или подавления отдельных нейронов. [6]

Глубокая стимуляция мозга

Глубокая стимуляция мозга (DBS) показала свою эффективность при двигательных расстройствах, таких как болезнь Паркинсона , тремор и дистония , а также при других нейропсихиатрических расстройствах, таких как депрессия , обсессивно-компульсивное расстройство , синдром Туретта , хроническая боль и кластерная головная боль. DBS может напрямую изменять активность мозга контролируемым образом и поэтому используется для картирования фундаментальных механизмов функций мозга наряду с методами нейровизуализации.

Система DBS состоит из трех компонентов: имплантированного генератора импульсов (IPG), вывода и расширения. Имплантируемый генератор импульсов (PG) генерирует стимулирующие импульсы, которые отправляются на внутричерепные выводы в месте назначения через расширение. Импульсы моделирования мешают нейронной активности в месте назначения.

Применение и эффекты DBS, как на нормальный, так и на больной мозг, включают множество параметров. К ним относятся физиологические свойства мозговой ткани, которые могут меняться в зависимости от состояния болезни. Также важны параметры стимуляции, такие как амплитуда и временные характеристики, а также геометрическая конфигурация электрода и окружающей его ткани.

Несмотря на огромное количество исследований DBS, механизм его действия до сих пор не до конца изучен. Разработка микроэлектродов DBS по-прежнему остается сложной задачей. [7]

Неинвазивная стимуляция мозга

rTMS у грызунов. От Оскара Ариаса-Карриона, 2008 г.

Транскраниальная магнитная стимуляция

По сравнению с электростимуляцией, которая использует кратковременный высоковольтный электрический шок для активации нейронов, которые потенциально могут активировать болевые волокна, транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) была разработана Бейкером в 1985 году. ТМС использует магнитный провод над кожей головы , который несет резкий и сильный импульс тока. Изменяющееся во времени магнитное поле индуцируется перпендикулярно катушке из-за приложенного импульса, который, следовательно, генерирует электрическое поле на основе закона Максвелла . Электрическое поле обеспечивает необходимый ток для неинвазивной и гораздо менее болезненной стимуляции. Существует два устройства ТМС, называемые одноимпульсной ТМС и повторяющейся импульсной ТМС (рТМС), в то время как последняя имеет больший эффект, но потенциально может вызвать припадок. ТМС может использоваться для терапии, особенно в психиатрии , как инструмент для измерения центральной двигательной проводимости и исследовательский инструмент для изучения различных аспектов физиологии человеческого мозга, таких как двигательная функция, зрение и язык. Метод рТМС использовался для лечения эпилепсии с частотой 8–25 Гц в течение 10 секунд. Другие терапевтические применения rTMS включают болезнь Паркинсона, дистонию и расстройства настроения. Также TMS может использоваться для определения вклада корковых сетей в определенные когнитивные функции путем нарушения активности в фокальной области мозга. [1] Ранние, неубедительные результаты были получены при восстановлении после комы ( персистирующее вегетативное состояние ) Pape et al. (2009). [8]

Транскраниальная электрическая стимуляция методов. В то время как tDCS использует постоянную интенсивность тока, tRNS и tACS используют осциллирующий ток. Вертикальная ось представляет интенсивность тока в миллиамперах (мА), а горизонтальная ось иллюстрирует временной ход.

Транскраниальная электрическая стимуляция

Стимуляция спинного мозга

Стимуляция спинного мозга (SCS) является эффективной терапией для лечения хронической и трудноизлечимой боли, включая диабетическую невропатию , синдром неудачной операции на позвоночнике , комплексный регионарный болевой синдром , фантомную боль в конечности, ишемическую боль в конечности, рефрактерный односторонний болевой синдром в конечности, постгерпетическую невралгию и острую боль, вызванную опоясывающим герпесом . Другим болевым состоянием, которое является потенциальным кандидатом для лечения SCS, является болезнь Шарко-Мари-Тута (CMT), которая связана с умеренной или тяжелой хронической болью в конечностях. [9] Терапия SCS заключается в электрической стимуляции спинного мозга для «маскировки» боли. Теория ворот, предложенная в 1965 году Мелзаком и Уоллом [10], предоставила теоретическую конструкцию для попытки SCS в качестве клинического лечения хронической боли. Эта теория постулирует, что активация миелинизированных первичных афферентных волокон большого диаметра подавляет реакцию нейронов заднего рога на вход от небольших немиелинизированных первичных афферентов. Простая система SCS состоит из трех различных частей. Во-первых, микроэлектроды имплантируются в эпидуральное пространство для подачи стимулирующих импульсов в ткани. Во-вторых, электрический генератор импульсов имплантируется в нижнюю часть живота или ягодичную область , при этом он подключается к электродам через провода, и, в-третьих, пульт дистанционного управления для регулировки параметров стимуляции, таких как ширина и частота импульсов в PG. Улучшения были сделаны как в клинических аспектах SCS, таких как переход от субдурального размещения контактов к эпидуральному размещению, что снижает риск и заболеваемость имплантации SCS, так и в технических аспектах SCS, таких как улучшение чрескожных отведений и полностью имплантируемых многоканальных стимуляторов. Однако существует множество параметров, которые необходимо оптимизировать, включая количество имплантированных контактов, размер и расстояние между контактами, а также электрические источники для стимуляции. Ширина и частота импульсов стимуляции являются важными параметрами, которые необходимо регулировать в SCS, которые обычно составляют 400 мкс и 8–200 Гц соответственно. [11]

Стимуляция спинного мозга при двигательных расстройствах

Стимуляция спинного мозга показала многообещающие результаты при травмах спинного мозга [12] [13] и других двигательных расстройствах, таких как рассеянный склероз. [14] Стимуляция, применяемая к поясничному отделу спинного мозга, работает путем активации афферентных волокон большого диаметра, входящих в спинной мозг, [15] [16], которые затем транссинаптически активируют и задействуют спинномозговые нейронные сети. [17] Те же целевые структуры могут быть также активированы с помощью транскутанных электродов, размещенных над нижним грудным отделом позвоночника и животом. [18] Транскутанная стимуляция спинного мозга полностью неинвазивна и, поскольку она использует электроды и стимуляторы TENS, может применяться с низкими затратами. Тем не менее, по сравнению с имплантированным эпидуральным вариантом, эффективность транскутанной стимуляции спинного мозга зависит от положения тела и выравнивания позвоночника, [19] [20], что может привести к непоследовательному результату, если положение тела и осанка не контролируются во время применения.

Транскутанная стимуляция супраорбитального нерва

Предварительные данные подтверждают эффективность транскутанной стимуляции надглазничного нерва. [21] Побочные эффекты немногочисленны. [22]

Кохлеарные имплантаты

Кохлеарный имплантат

Кохлеарные имплантаты обеспечили частичный слух более чем 120 000 человек по всему миру по состоянию на 2008 год. Электрическая стимуляция используется в кохлеарном имплантате для обеспечения функционального слуха у полностью оглохших людей. Кохлеарные имплантаты включают в себя несколько компонентов подсистемы от внешнего речевого процессора и радиочастотного (РЧ) канала передачи до внутреннего приемника, стимулятора и электродных решеток. Современные исследования кохлеарных имплантатов начались в 1960-х и 1970-х годах. В 1961 году грубое одноэлектродное устройство было имплантировано двум глухим пациентам, и было сообщено о полезном слухе с электрической стимуляцией. Первое одобренное FDA полное одноканальное устройство было выпущено в 1984 году. [23] В кохлеарных имплантатах звук улавливается микрофоном и передается на внешний процессор за ухом для преобразования в цифровые данные. Затем оцифрованные данные модулируются на радиочастотном сигнале и передаются на антенну внутри головного убора. Данные и носитель мощности передаются через пару связанных катушек в герметично закрытый внутренний блок. Извлекая мощность и демодулируя данные, команды электрического тока отправляются в улитку для стимуляции слухового нерва через микроэлектроды. [24] Ключевым моментом является то, что внутренний блок не имеет батареи и должен иметь возможность извлекать необходимую энергию. Чтобы снизить риск заражения, данные передаются по беспроводной связи вместе с питанием. Индуктивно связанные катушки являются хорошими кандидатами для телеметрии мощности и данных, хотя радиочастотная передача может обеспечить лучшую эффективность и скорость передачи данных. [25] Параметры, необходимые для внутреннего блока, включают амплитуду импульса, длительность импульса, зазор между импульсами, активный электрод и обратный электрод, которые используются для определения двухфазного импульса и режима стимуляции. Примером коммерческих устройств является устройство Nucleus 22, которое использовало несущую частоту 2,5 МГц, а позже в более новой версии, называемой устройством Nucleus 24, несущая частота была увеличена до 5 МГц. [26] Внутренний блок кохлеарных имплантатов представляет собой специализированную интегральную схему ( ASIC) .) чип, который отвечает за обеспечение безопасной и надежной электрической стимуляции. Внутри чипа ASIC есть прямой путь, обратный путь и блоки управления. Прямой путь восстанавливает цифровую информацию из радиочастотного сигнала, которая включает параметры стимуляции и некоторые биты квитирования для уменьшения ошибки связи. Обратный путь обычно включает в себя обратный телеметрический сэмплер напряжения, который считывает напряжение в течение определенного периода времени на регистрирующем электроде. Блок стимулятора отвечает за подачу заданного тока внешним блоком на микроэлектроды. Этот блок включает в себя опорный ток и цифро-аналоговый преобразователь для преобразования цифровых команд в аналоговый ток. [27]

Зрительный протез

Визуальный кортикальный имплантат, разработанный Мохамадом Саваном
Визуальный кортикальный имплантат

Теоретические и экспериментальные клинические данные свидетельствуют о том, что прямая электрическая стимуляция сетчатки может обеспечить некоторое зрение субъектам, утратившим фоторецепторные элементы сетчатки . [ 28] Поэтому разрабатываются зрительные протезы для восстановления зрения у слепых с помощью стимуляции. В зависимости от того, какое место зрительного пути является целевым для нейронной стимуляции, рассматривались различные подходы. Зрительный путь состоит в основном из глаза , зрительного нерва , латерального коленчатого ядра (ЛГН) и зрительной коры . Поэтому стимуляция сетчатки, зрительного нерва и зрительной коры — это три различных метода, используемых в зрительных протезах. [29] Ретинальные дегенеративные заболевания, такие как пигментный ретинит (РП) и возрастная макулярная дегенерация (ВМД), являются двумя вероятными заболеваниями-кандидатами, при которых стимуляция сетчатки может быть полезна. Три подхода, называемые интраокулярной эпиретинальной, субретинальной и экстраокулярной трансретинальной стимуляцией, реализуются в ретинальных устройствах, которые стимулируют оставшиеся ретинальные нервные клетки, чтобы обойти потерянные фоторецепторы и позволить визуальному сигналу достичь мозга через нормальный зрительный путь. При эпиретинальном подходе электроды размещаются на верхней стороне сетчатки около ганглиозных клеток , [30] тогда как при субретинальных подходах электроды размещаются под сетчаткой. [31] Наконец, задняя склеральная поверхность глаза является местом, в котором располагаются электроды экстраокулярного подхода. Second Sight и группа Humayun в USC являются наиболее активными группами в разработке интраокулярных ретинальных протезов. Ретинальный имплантат ArgusTM 16 представляет собой интраокулярный ретинальный протез, использующий технологии обработки видео. Что касается стимуляции зрительной коры, то Бриндли и Добелль были первыми, кто провел эксперименты и продемонстрировал, что при стимуляции верхней части зрительной коры большинство электродов может производить зрительное восприятие. [11] Совсем недавно Саван построил полноценный имплантат для внутрикортикальной стимуляции и проверил работу на крысах. [32]

Кардиостимулятор, шкала в сантиметрах

LGN, который находится в среднем мозге для передачи сигналов от сетчатки к зрительной коре, является еще одной потенциальной областью, которую можно использовать для стимуляции. Но эта область имеет ограниченный доступ из-за хирургической сложности. Недавний успех методов глубокой стимуляции мозга, нацеленных на средний мозг, побудил исследования продолжить подход стимуляции LGN для зрительного протеза. [33]

Устройства электростимуляции сердца

Имплантируемые кардиостимуляторы были впервые предложены в 1959 году и с тех пор стали более сложными. Терапевтическое применение кардиостимуляторов состоит из многочисленных нарушений ритма, включая некоторые формы тахикардии (слишком быстрое сердцебиение), сердечную недостаточность и даже инсульт . Ранние имплантируемые кардиостимуляторы работали только короткое время и нуждались в периодической подзарядке с помощью индуктивной связи. Этим имплантируемым кардиостимуляторам требовался генератор импульсов для стимуляции сердечных мышц с определенной частотой в дополнение к электродам. [34] Сегодня современные генераторы импульсов программируются неинвазивно с помощью сложных компьютеризированных машин, использующих радиочастоту, получая информацию о состоянии пациента и устройства с помощью телеметрии. Также они используют одну герметично запечатанную ячейку литий-йодида (LiI) в качестве батареи. Схема кардиостимулятора включает в себя усилители чувствительности для обнаружения внутренних электрических сигналов сердца, которые используются для отслеживания сердечной активности, схему адаптации частоты, которая определяет необходимость увеличения или уменьшения частоты стимуляции, микропроцессор, память для хранения параметров, телеметрическое управление для протокола связи и источники питания для обеспечения регулируемого напряжения. [35]

Технологии микроэлектродов для стимуляции

Микроэлектродная решетка Юты

Микроэлектроды являются одним из ключевых компонентов нейростимуляции, которые доставляют ток к нейронам. Типичные микроэлектроды имеют три основных компонента: подложку ( носитель ), проводящий металлический слой и изоляционный материал. В кохлеарных имплантатах микроэлектроды изготавливаются из платино-иридиевого сплава . Современные электроды включают более глубокую вставку для лучшего соответствия тонотопического места стимуляции частотному диапазону, назначенному каждому каналу электрода, что повышает эффективность стимуляции и снижает травматичность, связанную с вставкой. Эти электроды кохлеарных имплантатов являются либо прямыми, либо спиральными, такими как микроэлектроды Med-El Combi 40+ и Advanced Bionics Helix соответственно. В зрительных имплантатах существует два типа электродных решеток, называемых планарными или трехмерными игольчатыми или столбчатыми, где решетка игольчатого типа, такая как решетка Utah, в основном используется для стимуляции коркового и зрительного нервов и редко используется в ретинальных имплантатах из-за возможного повреждения сетчатки. Однако столбчатая золотая электродная решетка на тонкопленочном полиимиде использовалась в экстраокулярном имплантате. С другой стороны, планарные электродные решетки формируются из гибких полимеров, таких как силикон , полиимид и парилен, в качестве кандидатов для ретинальных имплантатов. Что касается микроэлектродов DBS, решетка, которой можно управлять независимо, распределенная по всему целевому ядру, позволит точно контролировать пространственное распределение стимуляции и, таким образом, позволит лучше персонализировать DBS. Существует несколько требований к микроэлектродам DBS, которые включают длительный срок службы без повреждения ткани или деградации электродов, индивидуальную настройку для различных участков мозга, долгосрочную биосовместимость материала, механическую прочность для достижения цели без повреждения во время обращения хирургом-имплантологом и, наконец, однородность производительности по всем микроэлектродам в конкретной решетке. Вольфрамовая микропроволока, иридиевая микропроволока и напыленные или электроосажденные [36] микроэлектроды из сплава платины и иридия являются примерами микроэлектродов, используемых в DBS. [11] Карбид кремния является потенциально интересным материалом для создания биосовместимых полупроводниковых устройств. [37]

Ограничения

Стимуляция мозговой ткани с использованием неинвазивных методов электрического и магнитного поля вызывает ряд опасений, включая следующие:

Первая проблема — неопределенная доза (время и технические параметры поля) для правильной и здоровой стимуляции. [38] В то время как нейрофизиология не имеет знаний о природе такого лечения нервных заболеваний на клеточном уровне, [39] многие неинвазивные электрические и магнитные терапевтические методы подразумевают чрезмерное воздействие на пациента интенсивного поля, которое в несколько раз и даже на порядки превышает естественные токи и электромагнитные поля в мозге. [40] [41]

Еще одной значительной проблемой неинвазивных методов электрического и магнитного поля является невозможность локализовать эффект стимуляции на тканях в соответствующих нейронных сетях. [42] [43] Нам все еще необходимо получить знания о психических процессах на клеточном уровне. Связь между нейронной активностью и когнитивными процессами продолжает оставаться интригующим вопросом исследования и проблемой для выбора лечения. Поэтому никто не может быть уверен, что электрические и магнитные поля достигают только тех нейронных структур мозга, которые нуждаются в лечении. Неопределенная доза и цель излучения могут разрушить здоровые клетки во время процедуры лечения. Неинвазивная стимуляция мозговой ткани нацелена на большую область плохо охарактеризованной ткани. Неспособность локализовать эффект стимуляции затрудняет нацеливание стимуляции только на желаемые нейронные сети. [42] [43]

Кроме того, эти методы нельзя распространить на всех пациентов из-за большей индивидуальной изменчивости в ответе на стимуляцию мозга. [44]

История

Основные открытия в области нейростимуляции берут начало в идее стимуляции нервов в терапевтических целях. Первое зарегистрированное использование электростимуляции для снятия боли относится к 46 году нашей эры, когда Скрибоний Ларгус использовал рыбу-торпеду (электрического ската) для снятия головных болей. [45] В конце 18 века Луиджи Гальвани обнаружил, что мышцы лап мертвой лягушки подергиваются при воздействии постоянного тока на нервную систему. [46] Модуляция мозговой активности путем электрической стимуляции двигательной коры у собак была показана в 1870 году, что привело к движению конечностей. [47] С конца 18 века и по сей день было разработано много важных этапов. В настоящее время широко используются сенсорные протезные устройства, такие как зрительные имплантаты, кохлеарные имплантаты, слуховые имплантаты среднего мозга и стимуляторы спинного мозга, а также двигательные протезные устройства, такие как глубокие стимуляторы мозга, микростимуляторы Bion, интерфейс управления и восприятия мозга и устройства электростимуляции сердца. [11]

В 2013 году британская фармацевтическая компания GlaxoSmithKline (GSK) ввела термин «электроцевтика», чтобы в целом охватить медицинские устройства , которые используют электрическую, механическую или световую стимуляцию для воздействия на электрические сигналы в соответствующих типах тканей. [48] [49] Клинические нейронные имплантаты, такие как кохлеарные имплантаты для восстановления слуха, ретинальные имплантаты для восстановления зрения, стимуляторы спинного мозга для снятия боли или кардиостимуляторы и имплантируемые дефибрилляторы, являются предлагаемыми примерами электроцевтиков. [48] GSK сформировала венчурный фонд и заявила, что проведет конференцию в 2013 году, чтобы изложить программу исследований в этой области. [50] В обзоре исследований взаимодействия нервной и иммунной систем при аутоиммунных расстройствах за 2016 год упоминалось «электроцевтика» вскользь и в кавычках, имея в виду разрабатываемые устройства нейростимуляции для таких состояний, как артрит. [51]

Исследовать

Помимо огромного использования нейростимуляции для клинических целей, она также широко используется в лабораториях, начатых еще в 1920-х годах такими людьми, как Дельгадо, которые использовали стимуляцию в качестве экспериментальной манипуляции для изучения основ работы мозга. Основные работы были посвящены центру вознаграждения мозга, в котором стимуляция этих структур приводила к удовольствию, требующему большей стимуляции. Еще одним недавним примером является электрическая стимуляция области MT первичной зрительной коры для искажения восприятия. В частности, направленность движения представлена ​​обычным образом в области MT. Они представили обезьянам движущиеся изображения на экране, и пропускная способность обезьяны заключалась в определении направления. Они обнаружили, что при систематическом внесении некоторых ошибок в реакции обезьяны путем стимуляции области MT, которая отвечает за восприятие движения в другом направлении, обезьяна реагировала где-то между фактическим движением и стимулированным. Это было элегантное использование стимуляции, чтобы показать, что область MT имеет важное значение в фактическом восприятии движения. В области памяти стимуляция очень часто используется для проверки прочности связи между одним пучком клеток и другим путем подачи небольшого тока в одну клетку, что приводит к высвобождению нейротрансмиттеров и измерению постсинаптического потенциала . [ необходима ссылка ]

Как правило, короткий, но высокочастотный ток в диапазоне 100 Гц помогает усилить связь, известную как долгосрочная потенциация . Однако более длинный, но низкочастотный ток имеет тенденцию ослаблять связи, известные как долгосрочная депрессия . [52]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Hallett M (июль 2000 г.). «Транскраниальная магнитная стимуляция и человеческий мозг». Nature . 406 (6792): 147–150. Bibcode :2000Natur.406..147H. doi :10.1038/35018000. PMID  10910346. S2CID  4413567.
  2. ^ Ницше, Майкл А.; Коэн, Леонардо Г.; Вассерманн, Эрик М.; Приори, Альберто; Ланг, Николас; Антал, Андреа; Паулюс, Вальтер; Хаммель, Фридхельм; Боджио, Пауло С.; Фрегни, Фелипе; Паскуаль-Леоне, Альваро (2008). «Транскраниальная стимуляция постоянным током: современное состояние 2008 года». Стимуляция мозга 1 (3): 206–223.
  3. ^ Medtronic, Миннеаполис, Миннесота, США
  4. ^ Jobst BC, Darcey TM, Thadani VM, Roberts DW (июль 2010 г.). «Стимуляция мозга для лечения эпилепсии». Epilepsia . 51 (Suppl 3): 88–92. doi : 10.1111/j.1528-1167.2010.02618.x . PMID  20618409.
  5. ^ Ansarinia M, Rezai A, Tepper SJ, et al. (Июль 2010). «Электрическая стимуляция клиновидно-небного ганглия для острого лечения кластерных головных болей». Головная боль . 50 (7): 1164–1174. doi :10.1111/j.1526-4610.2010.01661.x. PMID  20438584. S2CID  205683727.
  6. ^ Даместани, Ясаман (2013). «Прозрачный нанокристаллический протез свода черепа из стабилизированного иттрием циркония». Nanomedicine . 9 (8): 1135–1138. doi :10.1016/j.nano.2013.08.002. PMID  23969102. S2CID  14212180.Объясняет Мохан, Джеффри (4 сентября 2013 г.). «Окно в мозг? Оно здесь, говорит команда Калифорнийского университета в Риверсайде». Los Angeles Times .
  7. ^ Крингельбах ML, Дженкинсон N, Оуэн SL, Азиз TZ (август 2007 г.). «Трансляционные принципы глубокой стимуляции мозга». Nat. Rev. Neurosci . 8 (8): 623–635. doi :10.1038/nrn2196. PMID  17637800. S2CID  147427108.
  8. ^ Луиза-Бендер Пейп, Тереза; Розенов, Джошуа; Льюис, Гвин; Ахмед, Гада; Уокер, Мэтью; Гернон, Энн; Рот, Хайди; Патил, Виджая (13 января 2009 г.). «Повторяющиеся транскраниальные магнитные стимуляции, связанные с нейроповеденческими улучшениями во время восстановления после комы». Стимуляция мозга . 2 (1): 22–35. doi :10.1016/j.brs.2008.09.004. PMID  20633400. S2CID  41662030 – через PubMed.
  9. ^ Skaribas IM; Washburn SN (январь 2010). «Успешное лечение хронической боли Шарко-Мари-Тута с помощью стимуляции спинного мозга: исследование случая». Neuromodulation . 13 (3): 224–228. doi :10.1111/j.1525-1403.2009.00272.x. PMID  21992836. S2CID  8035147.
  10. ^ Melzack R, Wall PD (ноябрь 1965). «Механизмы боли: новая теория». Science . 150 (3699): 971–979. Bibcode :1965Sci...150..971M. doi :10.1126/science.150.3699.971. PMID  5320816.
  11. ^ abcd Гринбаум, Элиас С.; Дэвид Чжоу (2009). Имплантируемые нейронные протезы 1: Устройства и приложения . Биологическая и медицинская физика, биомедицинская инженерия. Берлин: Springer. ISBN 978-0387772608.
  12. ^ Вагнер, Фабьен Б.; Миньярдо, Жан-Батист; Ле Гофф-Миньярдо, Камилла Г.; Демесмекер, Робин; Коми, Салиф; Капогроссо, Марко; Ровальд, Андреас; Сеаньес, Исмаэль; Кабан, Мирослав; Пирондини, Эльвира; Ват, Моливан; Маккракен, Лаура А.; Хеймгартнер, Роман; Фодор, Изабель; Ватрин, Энн; Сеген, Перрин; Паолес, Эдоардо; Ван Ден Кейбус, Катриен; Эберле, Грегуар; Шёрч, Бриджит; Пралонг, Этьен; Бекче, Фабио; Прайор, Джон; Бусе, Николас; Бушман, Рик; Нойфельд, Эсра; Кустер, Нильс; Карда, Стефано; фон Зитцевиц, Иоахим; Делатр, Винсент; Денисон, Тим; Ламберт, Хендрик; Минасян, Карен; Блох, Жоселин; Куртин, Грегуар (1 ноября 2018 г.). «Целевая нейротехнология восстанавливает способность ходить у людей с повреждением спинного мозга». Nature . 563 (7729): 65–71. Bibcode :2018Natur.563...65W. doi :10.1038/s41586-018-0649-2. PMID  30382197. S2CID  53148162.
  13. ^ Хофштеттер, Урсула С.; Фрейндл, Бригитта; Даннер, Саймон М.; Кренн, Маттиас Дж.; Майр, Винфрид; Биндер, Генрих; Минасян, Карен (1 февраля 2020 г.). «Транскутанная стимуляция спинного мозга вызывает временное ослабление спастичности у лиц с повреждением спинного мозга». Журнал нейротравмы . 37 (3): 481–493. doi :10.1089/neu.2019.6588. PMID  31333064. S2CID  198172141.
  14. ^ Хофштеттер, Урсула С.; Фрейндл, Бригитта; Лакнер, Питер; Биндер, Генрих (8 апреля 2021 г.). «Транскутанная стимуляция спинного мозга улучшает ходьбу и снижает спастичность у людей с рассеянным склерозом». Brain Sciences . 11 (4): 472. doi : 10.3390/brainsci11040472 . PMC 8068213 . PMID  33917893. 
  15. ^ Ладенбауэр, Йозеф; Минасян, Карен; Хофштеттер, Урсула С.; Димитриевич, Милан Р.; Раттай, Франк (декабрь 2010 г.). «Стимуляция поясничного отдела спинного мозга человека с помощью имплантированных и поверхностных электродов: исследование с помощью компьютерного моделирования». Труды IEEE по нейронным системам и реабилитационной технике . 18 (6): 637–645. doi :10.1109/TNSRE.2010.2054112. PMID  21138794. S2CID  20180127.
  16. ^ Даннер, Саймон М.; Хофштеттер, Урсула С.; Ладенбауэр, Йозеф; Раттай, Франк; Минасян, Карен (март 2011 г.). «Можно ли стимулировать задние поясничные столбы человека с помощью транскутанной стимуляции спинного мозга? Модельное исследование». Искусственные органы . 35 (3): 257–262. doi :10.1111/j.1525-1594.2011.01213.x. PMC 4217151 . PMID  21401670. 
  17. ^ Даннер, Саймон М.; Хофштеттер, Урсула С.; Фрейндл, Бригитта; Биндер, Генрих; Майр, Винфрид; Раттай, Франк; Минасян, Карен (март 2015 г.). «Управление спинным локомотором человека основано на гибко организованных генераторах импульсов». Мозг . 138 (3): 577–588. doi :10.1093/brain/awu372. PMC 4408427 . PMID  25582580. 
  18. ^ Минасян, Карен; Перси, Илзе; Раттай, Франк; Димитриевич, Милан Р.; Хофер, Кристиан; Керн, Хельмут (март 2007 г.). «Рефлексы задних корешков мышц, вызванные транскутанной стимуляцией пояснично-крестцового отдела спинного мозга человека». Muscle & Nerve . 35 (3): 327–336. doi :10.1002/mus.20700. PMID  17117411. S2CID  26116191.
  19. ^ Даннер, Саймон М.; Кренн, Маттиас; Хофштеттер, Урсула С.; Тот, Андреа; Майр, Винфрид; Минасян, Карен (21 января 2016 г.). «Положение тела влияет на то, какие нервные структуры задействуются при чрескожной стимуляции спинного мозга в поясничном отделе». PLOS ONE . 11 (1): e0147479. Bibcode : 2016PLoSO..1147479D. doi : 10.1371/journal.pone.0147479 . PMC 4721643. PMID  26797502 . 
  20. ^ Биндер, Вероника Э.; Хофштеттер, Урсула С.; Риенмюллер, Анна; Шава, Золтан; Кренн, Маттиас Й.; Минасян, Карен; Даннер, Саймон М. (26 ноября 2021 г.). «Влияние искривления позвоночника на эффективность транскутанной поясничной стимуляции спинного мозга». Журнал клинической медицины . 10 (23): 5543. doi : 10.3390/jcm10235543 . PMC 8658162. PMID  34884249 . 
  21. ^ Юргенс, TP; Леоне, M (июнь 2013 г.). «Жемчужины и подводные камни: нейростимуляция при головной боли». Цефалгия: международный журнал головной боли . 33 (8): 512–525. doi :10.1177/0333102413483933. PMID  23671249. S2CID  42537455.
  22. ^ Schoenen, J; Roberta, B; Magis, D; Coppola, G (29 марта 2016 г.). «Неинвазивные методы нейростимуляции для лечения мигрени: имеющиеся доказательства». Cephalalgia: An International Journal of Headache . 36 (12): 1170–1180. doi :10.1177/0333102416636022. PMID  27026674. S2CID  6812366.
  23. ^ House WF, Urban J (1973). «Долгосрочные результаты имплантации электродов и электронной стимуляции улитки у человека». Ann. Otol. Rhinol. Laryngol . 82 (4): 504–517. doi :10.1177/000348947308200408. PMID  4721186. S2CID  19339967.
  24. ^ An SK, Park SI, Jun SB, et al. (июнь 2007 г.). «Проект упрощенной системы кохлеарной имплантации». IEEE Trans Biomed Eng . 54 (6 Pt 1): 973–382. doi :10.1109/TBME.2007.895372. hdl : 10371/7911 . PMID  17554817. S2CID  7979564.
  25. ^ Николаев, Денис; Джозеф, Ваут; Жадобов, Максим; Соло, Ронан; Мартенс, Люк (13 марта 2019 г.). «Оптимальное облучение имплантированных в тело капсул». Physical Review Letters . 122 (10): 108101. Bibcode : 2019PhRvL.122j8101N. doi : 10.1103/PhysRevLett.122.108101. hdl : 1854/LU-8611129 . PMID  30932680. S2CID  89621750.
  26. ^ П. Кросби, К. Дейли, Д. Мани и др., август 1985 г., «Система кохлеарной имплантации для слухового протеза», патент США 4532930 .
  27. ^ Ghovanloo M.; Najafi K. (декабрь 2004 г.). «Модульная 32-сайтовая беспроводная нейронная стимуляционная микросистема». IEEE J. Solid-State Circuits . 39 (12): 2457–2466. Bibcode : 2004IJSSC..39.2457G. CiteSeerX 10.1.1.681.6677 . doi : 10.1109/jssc.2004.837026. S2CID  7525679. 
  28. ^ Clausen J (1955). «Зрительные ощущения (фосфены), вызванные стимуляцией синусоидальной волной переменного тока». Acta Psychiatr Neurol Scand Suppl . 94 : 1–101. PMID  13258326.
  29. ^ Weiland JD; Humayun MS (июль 2008 г.). «Визуальный протез». Труды IEEE . 96 (7): 1076–1084. doi :10.1109/JPROC.2008.922589. S2CID  21649550.
  30. ^ Humayun MS, de Juan E, Dagnelie G, Greenberg RJ, Propst RH, Phillips DH (январь 1996 г.). «Визуальное восприятие, вызванное электрической стимуляцией сетчатки у слепых людей» (PDF) . Arch. Ophthalmol . 114 (1): 40–46. doi :10.1001/archopht.1996.01100130038006. PMID  8540849. S2CID  29334227.
  31. ^ Chow AY, Chow VY (март 1997). «Субретинальная электрическая стимуляция сетчатки кролика». Neurosci. Lett . 225 (1): 13–16. doi :10.1016/S0304-3940(97)00185-7. PMID  9143006. S2CID  22119389.
  32. ^ Саван, Мохамад. "Резюме".
  33. ^ Pezaris JS, Reid RC (май 2007 г.). «Демонстрация искусственных визуальных восприятий, генерируемых посредством таламической микростимуляции». Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 104 (18): 7670–7675. Bibcode : 2007PNAS..104.7670P. doi : 10.1073/pnas.0608563104 . PMC 1863473. PMID  17452646 . 
  34. ^ Элмвквист Р.; Сеннинг А. (1960). «Имплантируемый кардиостимулятор для сердца». В Смит К. Н. (ред.). Медицинская электроника . Париж: Iliffe & Sons.
  35. ^ Warren J., Nelson J. (2000). «Кардиостимуляторы и схема генератора импульсов ICD». В Ellenbogen KA, Kay GN, Wilkoff BL (ред.). Клиническая кардиостимуляция и дефибрилляция (2-е изд.). Филадельфия: WB Saunders. стр. 194–216.
  36. ^ «Микроэлектроды».
  37. ^ Саддоу С. Э. (2011). Биотехнология карбида кремния: биосовместимый полупроводник для современных биомедицинских устройств и приложений . Elsevier LTD. ISBN 978-0123859068.
  38. ^ Бенусси А., Паскуаль-Леоне А., Боррони Б. (2020). «Неинвазивная стимуляция мозжечка при нейродегенеративной атаксии: обзор литературы». ''Международный журнал молекулярных наук.'' 21 (6): 1948. doi:10.3390/ijms21061948
  39. ^ Роза, MA; Лисанби, SH (2012). «Соматические методы лечения расстройств настроения». «Нейропсихофармакология». 37 (1): 102–116. doi:10.1038/npp.2011.225
  40. ^ Гримальди Г., Аргиропулос Г.П., Берингер А., Сельник П., Эдвардс М.Дж., Ферруччи Р. и др. (2014). «Неинвазивная стимуляция мозжечка — консенсусный документ» (PDF) . «Мозжечок». 13 (1): 121–138. doi:10.1007/s12311-013-0514-7
  41. ^ Siebner HR, Hartwigsen G, Kassuba T, Rothwell JC (2009). «Как транскраниальная магнитная стимуляция изменяет нейронную активность в мозге? Значение для исследований познания». ''Cortex; Журнал, посвященный изучению нервной системы и поведения.'' 45 (9): 1035–1042. doi:10.1016/j.cortex.2009.02.007
  42. ^ ab Sparing R, Mottaghy FM (2008). «Неинвазивная стимуляция мозга с помощью транскраниальной магнитной или стимуляции постоянным током (TMS/tDCS) — от понимания человеческой памяти к терапии ее дисфункции». ''Methods.'' 44 (4): 329–337. doi:10.1016/j.ymeth.2007.02.001
  43. ^ ab Кирш, Д.Л. и Николс, Ф. (2013). «Краниальная электротерапия стимуляции для лечения тревоги, депрессии и бессонницы». «Психиатрические клиники», 36(1), 169-176.
  44. ^ Бенусси А., Паскуаль-Леоне А., Боррони Б. (март 2020 г.). «Неинвазивная стимуляция мозжечка при нейродегенеративной атаксии: обзор литературы». Международный журнал молекулярных наук. 21 (6): 1948. doi:10.3390/ijms21061948
  45. ^ Jensen JE, Conn RR, Hazelrigg G, Hewett JE (1985). «Использование транскутанной нейронной стимуляции и изокинетического тестирования в артроскопической хирургии колена». Am J Sports Med . 13 (1): 27–33. doi :10.1177/036354658501300105. PMID  3872082. S2CID  19217534.
  46. ^ Weisstein, Eric W. (2002). «Гальвани, Луиджи (1737–1798)». Мир научной биографии Эрика Вайсштейна . Wolfram Research.
  47. ^ Фрич Г.; Хитциг Э. (1870). «Uber die elektrische Erregbarkeit des Grosshirns». Арх. Анат. Физиол . 37 : 300–332.
  48. ^ ab Moore, Samuel (29 мая 2015 г.). «Блуждающий нерв: черный ход для взлома мозга». IEEE Spectrum . Получено 4 июня 2015 г.
  49. ^ Famm, Kristoffer; Litt, Brian; Tracey, Kevin J.; Boyden, Edward S.; Slaoui, Moncef (10 апреля 2013 г.). «Открытие лекарств: толчок для электроцевтики». Nature . 496 (7444): 159–161. Bibcode :2013Natur.496..159F. doi :10.1038/496159a. PMC 4179459 . PMID  23579662. 
  50. ^ Солон, Оливия (28 мая 2013 г.). «Электроцевтика: замена лекарств на устройства». Wired UK .
  51. ^ Рирдон, Колин (октябрь 2016 г.). «Нейроиммунные взаимодействия в холинергическом противовоспалительном рефлексе». Immunology Letters . 178 : 92–96. doi : 10.1016/j.imlet.2016.08.006. PMID  27542331.
  52. ↑ Интервью с доктором Дж. Маннсом, Университет Эмори, октябрь 2010 г.