Исторические предпосылки и современные аспекты применения транскраниальной микрополяризации при эпилепсии

Целью настоящего литературного обзора является анализ доказательств эффективности применения электротерапии в лечении эпилепсии. В хронологическом порядке приводятся мнения различных ведущих ученых и врачей древности, XVIII, XIX веков, таких как Авиценна, Д. Уэсли, В. Эрб и др., основанные на результатах собственных работ, о возможностях использования животного, статического, гальванического тока в лечении эпилепсии. Особое внимание уделяется набирающему популярность в последние десятилетия методу транскраниальной микрополяризации, в основе которого лежит воздействие на проекции выбранных корковых структур постоянным током низкой интенсивности. Приводятся данные экспериментальных и клинических исследований, проведенных под руководством член-корр. АМН СССР Г.А. Вартаняна, академика АМН СССР Н.П. Бехтеревой и др., а также зарубежными авторами, свидетельствующие об эффективном применении микрополяризации в лечении эпилепсии. Обсуждаются возможные перспективы развития метода для получения наибольшего лечебного эффекта. Результатом таких работ может стать разработка метода биоуправляемой микрополяризации.

1. Белявский Ф. О гальвано-магнитном лечении, посредством гидроэлектрических токов. М.: В типографии Н.Степанова; 1847. Belyavskij F. O gal`vano-magnitnom lechenii, posredstvom gidroe`lektricheskix tokov. M.: V tipografii N.Stepanova; 1847. (In Russ.).

2. Бехтерева Н.П. Здоровый и больной мозг человека. Л.: Наука; 1988. Bekhtereva N.P. Zdorovy`j i bol`noj mozg cheloveka. L.: Nauka; 1988. (In Russ.).

3. Бехтерева Н.П., Камбарова Д.К., Поздеев В.К. Устойчивое патологическое состояние. Л.: Медицина; 1978. Bekhtereva N.P., Kambarova D.K., Pozdeev V.K. Ustojchivoe patologicheskoe sostoyanie. L.: Medicina; 1978. (In Russ.).

4. Бобкова В.В. Изменения биоэлектрической активности головного мозга при его гальванизации. В кн.: Вопросы теории и практики электроэнцефалографии. Л.: Ленингр. ун-т; 1956. Bobkova V.V. Izmeneniya bioe`lektricheskoj aktivnosti golovnogo mozga pri ego gal`vanizacii. V kn.: Voprosy` teorii i praktiki e`lektroe`ncefalografii. L.: Leningr. un-t; 1956. (In Russ.).

5. Вартанян Г.А., Гальдинов Г.В., Акимова И. М. Организация и модуляция процессов памяти. Л.: Медицина; 1981. Vartanian G.A., Galdinov G.V., Akimova I.M. Organizaciya i modulyaciya processov pamyati. L.: Medicina; 1981. (In Russ.).

6. Воронцов Д.С. Общая электрофизиология. М.: Медгиз; 1961. Voronczov D.S. Obshhaya e`lektrofiziologiya. M.: Medgiz; 1961. (In Russ.).

7. Дельгадо Х.М.Р. Мозг и сознание. М.: Мир; 1971. Del`gado H.M.R. Mozg i soznanie. M.: Mir; 1971. (In Russ.).

8. Карпов В.А. Электрические измерительные приборы. М.-Л.: Московское акционерное издательское общество; 1927.Karpov V.A. E`lektricheskie izmeritel`ny`e pribory`. M.-L.: Moskovskoe akcionernoe izdatel`skoe obshhestvo; 1927. (In Russ.).

9. Колягин В.В. Эпилепсия. Иркутск: ИГМАПО; 2013. Kolyagin V.V. E`pilepsiya. Irkutsk: IGMAPO; 2013. (In Russ.).

10. Котов А.С., Фирсов К.В., Санду Е.А. Фармакорезистентная эпилепсия. Клиническая лекция. РМЖ. 2021; 6: 33-39. Kotov AS, Firsov KV, Sandu EA. Farmakorezistentnaya e`pilepsiya. Klinicheskaya lekciya. RMZh. 2021;6:33-39. (In Russ.).

11. Крыжановский Г.Н. Общая патофизиология нервной системы. М.: Медицина; 1997. Kry`zhanovskij G.N. Obshhaya patofiziologiya nervnoj sistemy`. M.: Medicina; 1997. (In Russ.).

12. Морозов В.И., Полянский Ю.П. Бессудорожная эпилепсия. Минск: Вышэйшая Школа; 1988. Morozov V.I., Polyanskij Yu.P. Bessudorozhnaya e`pilepsiya. Minsk: Vy`she`jshaya Shko-la; 1988. (In Russ.).

13. Петров В.В. Известие о Гальвани-Вольтовских опытах… СПб.: Типография Медицинской Государственной Коллегии; 1803. Petrov V.V. Izvestie o Gal`vani-Vol`tovskix opy`tax… SPb.: Tipografiya Medicinskoj Gosudarstvennoj Kollegii; 1803. (In Russ.).

14. Пушкин А.А., Сухов А.Г., Лысенко Л.В., Попов Д.А., Руденко В.В., Мелещенко Е.А. Об особенностях влияния транскраниальной микрополяризации на пространственновременную организацию биоэлектрической активности мозга при коррекции эпилептиформной пароксизмальной активности у детей. Вопросы практической педиатрии. 2020;15(1):104-109. https://doi:10.20953/1817-7646-2020-1-104-109. Pushkin AA, Suhov AG, Ly`senko LV, Popov DA, Rudenko VV, Meleshhenko EA. Impact of transcranial micropolarization on the spatiotemporal organization of brain bioelectric activity during the correction of epileptiform paroxysmal activity in children. Voprosy` prakticheskoj pediatrii. 2020;15(1):104-109. https://doi:10.20953/1817-7646-2020-1-104-109. (In Russ.).

15. Русинов В. С. Доминанта как фактор следообразования в центральной нервной системе. В кн.: Механизмы памяти. Л.: Наука; 1987. Rusinov V/S. Dominanta kak faktor sledoobrazovaniya v central`noj nervnoj sisteme. V kn.: Mexanizmy` pamyati. L.: Nauka; 1987. (In Russ.).

16. Ушкалова Е.А. Побочные эффекты при применении противоэпилептических средств. Фарматека. 2001;51(9-10). Ushkalova EA. Side effects when using antiepileptic drugs. Farmateka. 2001;51(9-10). (In Russ.).

17. Шелякин А.М., Преображенская И.Г. Микрополяризация мозга. Вчера. Сегодня. Завтра. СПб.: Страта; 2021. Shelyakin A.M., Preobrazhenskaya I.G. Mikropolyarizaciya mozga. Vchera. Segodnya. Zav-tra. SPb.: Strata; 2021. (In Russ.).

18. Шелякин А.М., Преображенская И.Г., Кассиль М.В., Богданов О.В. Влияние транскраниальной микрополяризации на выраженность судорожных проявлений у детей. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2000;100(7):27-32. Shelyakin AM, Preobrazhenskaya IG, Kassil’ MV, Bogdanov OV. The effects of transcranial micropolarization on the severity of convulsive fits in children. Neurosci Behav Physiol. 2001;31(5):555- 560. (In Engl.).

19. Шелякин А.М. Преображенская И.Г., Писарькова Е.В., Пахомова Ж.М., Богданов О.В. Влияние транскраниальной микрополяризации на состояние моторных и когнитивных функций при экстрапирамидной патологии. Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова. 1997;83(4):126-130. Shelyakin AM, Preobrazhenskaya IG, Pisar’kova EV, Pakhomova ZhM, Bogdanov OV. Effects of transcranial micropolarization of the frontal cortex on the state of motor and cognitive functions in extrapyramidal pathology. Neurosci Behav Physiol. 1998;28(4):468-471. (In Engl.).

20. Althaus J. A treatise on medical electricity, theoretical and practical, and its use in the treatment of paralysis, neuralgia, and other diseases. London: Longmans, Geeen, and Co.;1870.

21. Batsikadze G, Moliadze V, Paulus W, Kuo M-F and Nitsche MA. Partially non-linear stimulation intensity-dependent effects of direct current stimulation on motor cortex excitability in humans. J Physiol. 2013;591(7):1987–2000. https://doi:10.1113/jphysiol.2012.249730.

22. Berényi A, Belluscio M, Mao D, Buzsaki G. ClosedLoop Control of Epilepsy by Transcranial Electrical Stimulation. Science. 2012;337(6095):735- 737. https://doi:10.1126/science.

23. Bergmann TO. Brain State-Dependent Brain Stimulation. Front Psychol. 2018;9. https://doi:10.3389/fpsyg.2018.02108.

24. Bertucci P. Therapeutic Attractions: Early Applications of Electricity to the Art of Healing. In: Brain, Mind and Medicine: Essays in Eighteenth-Century Neuroscience. Springer; 2007:271-283.

25. Beumer S, Boon P, Klooster DCW, van Ee R, Carrette E, Paulides MM, Mestrom RMC. Personalized tDCS for Focal Epilepsy — A Narrative Review: A Data-Driven Workflow Based on Imaging and EEG Data. Brain Sci. 2022;12. https://doi.org/10.3390/brainsci12050610.

26. Brodie MJ, Barry SJ, Bamagous GA, Norrie JD, Kwan P. Patterns of treatment response in newly diagnosed epilepsy. Neurology. 2012;78(20):1548- 1554. https://doi:10.1212/WNL.0b013e3182563b19.

27. Chan AY, Rolston JD, Rao VR, Chang EF. Effect of neurostimulation on cognition and mood in refractory epilepsy. Epilepsia Open. 2018;3(1):18–29. https://doi:10.1002/epi4.12100.

28. Dhamne SC, Ekstein D, Zhuo Z, Gersner R, Zurakowski D, Loddenkemper T et al. Acute seizure suppression by transcranial direct current stimulation in rats. Annals of Clinical and Translational Neurology. 2015;2(8):843–856. https://doi:10.1002/acn3.226.

29. D’Urso G, Toscano E, Sanges, V, Sauvaget A, Sheffer, CE, Riccio MP et al. Cerebellar Transcranial Direct Current Stimulation in Children with Autism Spectrum Disorder: A Pilot Study on Efficacy, Feasibility, Safety, and Unexpected Outcomes in Tic Disorder and Epilepsy. J Clin Med. 2022;11. https://doi.org/10.3390/jcm11010143.

30. Erb W. Handbuch der Elektrotherapie. Leipzig: Verlag Von F.C.W. Vogel; 1882.

31. Faria P, Fregni F, Sebastiao F, Dias AI, Leal A. Feasibility of focal transcranial DC polarization with simultaneous EEG recording: preliminary assessment in healthy subjects and human epilepsy. Epilepsy Behav. 2012;25:417-425. https://doi:10.1016/j.yebeh.2012.06.027.

32. Gebodh N., Esmaeilpour Z., Adair D., Schestattsky P., Fregni F., Bikson M. Transcranial Direct Current Stimulation Among Technologies for LowIntensity Transcranial Electrical Stimulation: Classification, History, and Terminology. In: Practical Guide to Transcranial Direct Current Stimulation. Principles, Procedures and Applications. Springer; 2019:3-43.

33. Gschwind M, Seeck M. Transcranial directcurrent stimulation as treatment in epilepsy. Expert Rev Neurother. 2016;16(12):1427-1441. https://doi:10.1080/14737175.2016.1209410.

34. Hamer HM, Reis J, Mueller H-H, Knake S, Overhof M, Oertel WH and Rosenow F. Motor cortex excitability in focal epilepsies not including the primary motor area—a TMS study. Brain. 2005;128(4):811- 818. https://doi:10.1093/brain/awh398.

35. Kamida T, Kong S, Eshima N, Fujiki M. Cathodal Transcranial Direct Current Stimulation Affects Seizures and Cognition in Fully Amygdala-Kindled Rats. Neurol Res. 2013;35(6):602-607. https://doi:10.1179/1743132813Y.0000000170.

36. Kamida T, Kong S, Eshima N, Abe T, Fujiki M, Kobayashi H. Transcranial Direct Current Stimulation Decreases Convulsions and Spatial Memory Deficits Following Pilocarpine-Induced Status Epilepticus in Immature Rats. Behav Brain Res. 2011; 217(1):99-103. https://doi:10.1016/j.bbr.2010.08.050.

37. Kwon CS, Ripa V, Al-Awar O, Panov F, Ghatan S, Jetté N. Epilepsy and Neuromodulation-Randomized Controlled Trials. Brain Sci. 2018; 8(4):69. https://doi:10.3390/brainsci8040069.

38. Liebetanz D, Klinker F, Hering D, Koch R, Nitsche MA, Potschka H et al. Anticonvulsant Effects of Transcranial Direct-Current Stimulation (tDCS) in the Rat Cortical Ramp Model of Focal Epilepsy. Epilepsia. 2006; 47(7):1216-1224. https://doi:10.1111/j.1528-1167.2006.00539.x.

39. Leite J, Morales-Quezada L, Carvalho S, Thibaut A, Doruk D, Chen C-F et al. Surface EEG-Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) ClosedLoop System. Int J Neural Syst. 2017; 27(6):1-18. doi: 10.1142/S0129065717500265.

40. Lin Y, Wang Y. Neurostimulation as a promising epilepsy therapy. Epilepsia Open. 2017; 2(4):371- 387. https://doi:10.1002/epi4.12070.

41. Mansford JG Researches into Nature and Causes Epilepsy, as connected with the physiology of animal life, and muscular motion; with cases illustrative of a new and successful method of treatment. London: Printed By W.Meyler and Son; 1819.

42. Markert MS, Fisher RS. Neuromodulation — science and practice in epilepsy: Vagus nerve stimulation, thalamic deep brain stimulation, and responsive neurostimulation. Expert Rev Neurother. 2019; 19(1):17-29. https://doi:10.1080/14737175.2019.1554433.

43. Most GF. Die Heilung der Epilepsie durch ein neues, grosses, kräftiges und wohlfeiles Heilmittel. Hannover; 1822.

44. Most GF. Ueber die großen Heilkräfte des in unsern Tagen mit Unrecht vernachlässigten Galvanismus, nebst einigen näheren Bestimmungen über mein neues Heilmittel der Epilepsie ; Durch zahlreiche Versuche und Beobachtungen an Gesunden und Kranken aus dem Kreise mehrjähriger eigener Erfahrung bestätigt. Lüneburg: Bei Herold und Wahlstab; 1823.

45. Most GF. La guérison de l’épilepsie, par un nouveau procédé, puissant, efficace, et peu couteux; appuyée par de nombreux exemples. Paris: Chez Rey et Gravier, Libraires; 1825.

46. Paulus W, Priori A. Current Methods and Approaches of Noninvasive Direct Current–Based Neuromodulation Techniques. In: Practical Guide to Transcranial Direct Current Stimulation. Principles, Procedures and Applications. Springer; 2019:115-131.

47. Sudbrack-Oliveira P, Barbosa MZ, Thome-Souza S, Razza LB, Gallucci-Neto J, da Costa Lane Valiengo L, Brunoni AR. Transcranial direct current stimulation (tDCS) in the management of epilepsy: A systematic review. Seizure: European Journal of Epilepsy. 2021; 86:85–95. https://doi:10.1016/j.seizure.2021.01.020.

48. Regner GG, Pereira P, Leffa DT, de Oliveira C, Vercelino R, Fregni F, Torres ILS. Preclinical to Clinical Translation of Studies of Transcranial DirectCurrent Stimulation in the Treatment of Epilepsy: A Systematic Review. Front Neurosci. 2

49. San-Juan D, Morales-Quezada L, Orozco Garduno AJ, Alonso-Vanegas M, Gonzalez-Aragon MF, Espinoza Lopez DA et al. Transcranial Direct Current Stimulation in Epilepsy. Brain Stimul. 2015; 8(3):455-464. https://doi:10.1016/j.brs.2015.01.001.

50. San-Juan D, Espinoza Lopez DA, Vazquez Gregorio R, Trenado C, Fernandez-Gonzalez Aragon M, Morales-Quezada L et al. Transcranial direct current stimulation in mesial temporal lobe epilepsy and Hippocampal Sclerosis. Brain Stimul. 2017;10(1):28–35. https://doi:10.1016/j.brs.2016.08.013.

51. Sazgar M, Bourgeois BF. Aggravation of Epilepsy By Antiepileptic Drugs. Pediatr Neurol. 2005; 33(4):227-234. https://doi:10.1016/j.pediatrneurol.2005.03.001.

52. Stagg CJ. The Physiological Basis of Brain Stimulation. In: The Stimulated Brain. Cognitive Enhancement Using Non-invasive Brain Stimulation. 2014;145-177.

53. Varga ET, Terney D, Atkins MD, Nikanorova M, Jeppesen DS, Uldall P et al. Transcranial direct current stimulation in refractory continuous spikes and waves during slow sleep: a controlled study. Epilepsy Res. 2011; 97(1-2):142–145. https://doi:10.1016/j.eplepsyres.2011.07.016.

54. Weiss SR, Eidsath A, Li XL, Heynen T, Post RM. Quenching revisited: low level direct current inhibits amygdala-kindled seizures. Exp Neurol. 1998;154(1):185-189. https://doi:10.1006/exnr.1998.6932.

55. Wesley J. The Desideratum; Or, Electricity Made Plain and Useful. London. The Reverend John Wesley (Bailliere, Tindall, And Cox); 1759 (1871).

56. Yang D, Wang Q, Xu C, Fang F, Fan J, Li L et al. Transcranial direct current stimulation reduces seizure frequency in patients with refractory focal epilepsy: A randomized, double-blind, sham-controlled, and three-arm parallel multicenter study. Brain Stimulation. 2020;13(1):109-116. https://doi:10.1016/j.brs.2019.09.006.

57. Wu YJ, Chien ME, Chiang CC, Huang YZ, Durand DM, Hsu KS. Delta oscillation underlies the interictal spike changes after repeated transcranial direct current stimulation in a rat model of chronic seizures. Brain Stimul. 2021;14(4):771–779. https://doi:10.1016/j.brs.2021.04.025.

58. Zobeiri M, van Luijtelaar G. Noninvasive transcranial direct current stimulation in a genetic absence model. Epilepsy Behav. 2013;26(1):42–50. https://doi:10.1016/j.yebeh.2012.10.018.