Образец для цитирования:

Брагина О. А., Семячкина-Глушковская О. В., Брагин Д. Е. Анодная транскраниальная стимуляция постоянным током увеличивает церебральный кровоток, оксигенацию тканей и снижает неврологические нарушения у мышей в норме и в позднем посттравматическом периоде черепно-мозговой травмы // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2018. Т. 18, вып. 3. С. 354-?. DOI: https://doi.org/10.18500/1816-9775-2018-18-3-354-360


Рубрика: 
Язык публикации: 
русский

Анодная транскраниальная стимуляция постоянным током увеличивает церебральный кровоток, оксигенацию тканей и снижает неврологические нарушения у мышей в норме и в позднем посттравматическом периоде черепно-мозговой травмы

Аннотация

Черепно-мозговые травмы (ЧМТ) являются актуальной проблемой современной медицины, так как вызывают неврологические нарушения у большинства пациентов при отсутствии эффективных, подтверждённых в клинических исследованиях методов терапии. Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) является многообещающим электротерапевтическим методом реабилитации после ЧМТ, однако оптимальные параметры стимуляции и механизмы действия не определены ввиду отсутствия доклинических исследований. Используя модель черепно-мозговой травмы у мышей, мы исследовали влияние анодной tDCS на церебральный кровоток и оксигенацию головного мозга и оценили эффективность стимуляции в восстановлении неврологических функций в зависимости от времени начала применения после травмы. ЧМТ вызывала поражение коры головного мозга и гиппокампа, снижение церебрального кровотока и гипоксию в области периконтузии и, как следствие, нарушение неврологических функций. Лазерная спекл-визуализация показала, что анодная tDCS вызывает увеличение регионального кровотока коры головного мозга. На микрососудистом уровне, используя in vivo двухфотонную лазерную сканирующую микроскопию, мы показали, что анодная tDCS вызывает дилатацию артериол, приводящую к увеличению капиллярного кровотока и оксигенации тканей. Четырехнедельный курс анодной tDCS значительно улучшал моторные и когнитивные неврологические показатели. Группа, в которой стимуляция начиналась через 3 недели после ЧМТ, продемонстрировала лучшее восстановление после травмы по сравнению с группой, в которой стимуляция начиналась через 1 неделю после ЧМТ, что указывает на то, что поздний посттравматический период является более оптимальным для применения анодной tDCS.

Литература

1. Потапов А. А., Лихтерман Л. Б. Черепно-мозговая травма // Клиническая неврология : в 3 т. Основы нейрохирургии / под ред. А. Н. Коновалова. М. : Медицина, 2004. Т. 3 : в 2 ч. Ч. 1.

2. Jain K. K. Neuroprotection in traumatic brain injury // Drug Discovery Today. 2008. Vol. 13. P. 1082–1089.

3. Clayton E., Kinley-Cooper S. K., Weber R. A., Adkins D. L. Brain stimulation : Neuromodulation as a potential treatment for motor recovery following traumatic brain injury // Brain Res. 2016. Vol. 1640. P. 130–138.

4. Nitsche M. A., Paulus W. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation // J. Physiol. 2000. Vol. 527, № 3. P. 633–639.

5. Monai H., Ohkura M., Tanaka M., Konno Y., Oe A., Hirai H., Mikoshiba K., Itohara S., Nakai J., Iwai Y., Hirase H. Calcium imaging reveals glial involvement in transcranial direct current stimulationinduced plasticity in mouse brain // Nat. Commun. 2016. Vol. 7. P. 1–10.

6. Wachter D., Wrede A., Schulz-Schaeffer W., TaghizadehWaghefi A., Nitsche M. A., Kutschenko A., Rohde V., Liebetanz D. Transcranial direct current stimulation induces polarity-specifi c changes of cortical blood perfusion in the ra // Exp. Neurol. 2011. Vol. 227, № 2. P. 322–327.

7. Overgaard J., Tweed W. A. Cerebral blood fl ow and its regulation after closed head injury with emphasis on clinical correlations // J. Neurosurg. 1974. Vol. 41. P. 531–541.

8. Committee for the Update of the Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, Institute for Laboratory Animal Research, Division on Earth and Life Studies, National Research Council of the National Academies, Guide for the care and use of laboratory animals. 8th ed. Washington : The National Academies Press, 2011. URL: http://oacu.od.nih.gov/regs/guide/ guide.pdf (accessed 28 February 2012).

9. Smith D. H., Soares H. D., Pierce J. S., Perlman K. G., Saatman K. E., Meaney D. F., Dixon C. E., McIntosh T. K. A model of parasagittal controlled cortical impact in the mouse : cognitive and histopathologic effects // J. Neurotrauma. 1995. Vol. 12, № 2. P. 169–178.

10. Chohan M. O., Bragina O. A., Kazim S. F., Statom G. L., Baazaoui N., Bragin D. E., Iqbal K., Nemoto E. M., Yonas H. Enhancement of neurogenesis and memory by a neurotrophic peptide in mild to moderate traumatic brain injury // Neurosurgery. 2015. Vol. 76, № 2. P. 201–214.

11. Semyachkina–Glushkovskaya O. V., Bibikova O. A., Semyachkin-Glushkovksy I. A., Sindeev S. S., Zinchenko E. M., Mohhanad M. K., Braun H. A., Al-Fatle F., Al Hassani L., Tuchin V. V. The assessment of pathological changes in cerebral blood fl ow in hypertensive rats with stress induced intracranial hemorrhage using Doppler OCT: Particularities of arterial and venous alterations // Photonics & Lasers in Medicine. 2013. Vol. 2, № 2. P. 109–116.

12. Bragin D. E., Kameneva M. V., Bragina O. A., Thomson S., Statom G. L., Lara D. A., Yang Y., Nemoto E. M. Rheological effects of drag-reducing polymers improve cerebral blood fl ow and oxygenation after traumatic brain injury in rats // J. Cereb. Blood Flow Metab. 2017. Vol. 37, № 3. P. 762–775.

13. Kleinfeld D., Mitra P. P., Helmchen F., Denk W. Fluctuations and stimulus-induced changes in blood fl ow observed in individual capillaries in layers 2 through 4 of rat neocortex // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. Vol. 95, № 26. P. 15741–15746.

14. Chance B., Oshino N., Sugano T., Mayevsky A. Basic principles of tissue oxygen determination from mitochondrial signals // Adv. Exp. Med. Biol. 1973. Vol. 37. P. 277–292.

15. Bragin D. E., Statom G. L., Hagberg S., Nemoto E. M. Increases in microvascular perfusion and tissue oxygenation via pulsed electromagnetic fi elds in the healthy rat brain // J. Neurosurg. 2015. Vol. 122, № 5. P. 1239–1247.

16. Schroder M. L., Muizelaar J. P., Bullock M. R., Salvant J. B., Povlishock J. T. Focal ischemia due to traumatic contusions documented by stable xenon-CT and ultrastructural studies // J. Neurosurg. 1995. Vol. 82, № 6. P. 966–971.

17. Pop V., Badaut J. A neurovascular perspective for longterm changes after brain trauma // Transl. Stroke Res. 2011. Vol. 2, № 4. P. 533–545.

Краткое содержание (на английском языке): 
Полный текст в формате PDF (на русском языке):