Модель головы с точным учетом извилин при транскраниальной стимуляции постоянным током: повышение пространственной фокусировки при использовании кольцевого электрода по сравнению с обычным прямоугольным электродом

Считается, что пространственное разрешение обычной транскраниальной стимуляции постоянным током (ТСПТ) относительно низкое из-за рассеивания тока в черепе. Однако мы показали, что электрические поля могут концентрироваться в отдельных областях извилин и борозд вследствие особенностей строения и проводимости тканей, в частности спинномозговой жидкости. Мы рассчитали величину напряженности электрического поля и плотности тока, индуцированных в коре при ТСПТ, с помощью конечно-элементной модели головы человека, построенной на основе магнитно-резонансных изображений высокого пространственного разрешения (1 мм³), в которой были детально представлены извилины и борозды. Сравнивали пространственную фокусировку при использовании обычных прямоугольных электродов (7 × 5 см²) и кольцевой конфигурации (4 × 1). При использовании прямоугольных электродов модуляция была диффузной, без фокусировки, с отдельными участками максимальной напряженности электрического поля. Пиковая напряженность индуцированного электрического поля наблюдалась не непосредственно под электродами, а в промежуточной доле. Кольцевая конфигурация 4 × 1 обеспечивала более высокую пространственную фокусировку: пиковая напряженность индуцированного электрического поля отмечалась в борозде и прилежащих извилинах непосредственно под активным электродом. Кольцевые конфигурации позволяют фокусированно воздействовать на структуры коры. Анатомически точные модели головы, построенные на основе МРТ высокого разрешения, могут помочь в обоснованном клиническом проектировании и оптимизации ТСПТ.