КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ ГУМАНИТАРНЫМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационной системы РГНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер15-06-10909

НазваниеНефармакологическое улучшение качества сна: терапевтические и социальные аспекты

РуководительДорохов Владимир Борисович , Доктор биологических наук Старший научный сотрудник

Организация финансированияФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук , г Москва

Года выполнения2015 - 2017

КонкурсОсновной конкурс 2015 года

Тип проектаа - проект проведения научных исследований, выполняемых научными коллективами или отдельными учеными

Область знания, код классификатора06 - КОМПЛЕКСНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА; ПСИХОЛОГИЯ; ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОБРАЗОВАНИЯ, 06-410 - Фундаментальные подходы к решению проблем медицины и сохранения здоровья человека: социальные аспекты

Ключевые словаСон/бодрствование, качество сна, инсомния, нефармакологическая терапия, репаративные процессы, нейростимуляция

Код ГРНТИ76.03.00

Номер государственной регистрации

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

АннотацияИзвестно, что от 10% до 40% взрослого населения периодически испытывают нарушения сна, а 15% страдают хронической инсомнией. Результаты эпидемиологических исследований указывают на корреляцию длительности жизни с длительностью сна: при длительности сна менее 7 часов длительность жизни укорачивается на 10-15 лет. Сон занимает около одной трети нашей жизни и его центральная роль в реализации ряда восстановительных и репаративных процессов на уровне мозга и всего организма убедительно доказана. Нарушения сна часто связаны с развитием ряда заболеваний, что указывает на то, что недостаточный сон является одним из патофизиологических факторов в их развитии. Глубокий дельта-сон является наиболее важной стадией сна, так как во время этой стадии реализуется множество важных физиологических процессов. Необходимость дельта-сна определяется его гомеостатической функцией — удлинение периода бодрствования, который сопровождается лишением сна, вызывает в последующую ночь увеличение продолжительности дельта–сна. В настоящее время существует множество фармакологических препаратов, вызывающих сон, или углубляющих его отдельные фазы. Однако, долговременное употребление таких препаратов может вести к привыканию или серьезным побочным эффектам, что делает их длительное применение неприемлемым. Это делает актуальным поиск способов нефармакологического воздействия на механизмы сна. В последнее время успешно развиваются нефармакологические методы неивазивной транскраниальной стимуляции мозга, в которую обычно включают: транскраниальную магнитную стимуляцию, транскраниальную стимуляцию постоянным током и медленно изменяющимся постоянным током, что позволяет направленно воздействовать на нейропластические феномены в строго контролируемых условиях. Однако большинство терапевтических воздействий в медицине проводятся в основном на бодрствующих пациентах, не принимая во внимание, что восстановительные процессы в организме запускаются и проходят более эффективно во время сна. Совокупность последних данных о роли сна в механизмах пластичности и возможного участия сна в механизмах репаративных функций мозга, приведена в обзоре Gorgoni M. et al. 2013. В обзоре обоснована важность разработки физиотерапевтических методов стимуляции мозга во время сна, как альтернатива фармакологической терапии, для лечения многих неврологических заболеваний. Наиболее последовательно исследования стимуляция мозга во время сна проводятся в течении последних лет в лабораториях, руководимых проф. Jan Born (Germany) и Giulio Tononi (USA), которые использовали разные виды транскраниальной магнитной и электрической стимуляции мозга у людей во время дельта- сна, для улучшения процессов обучения и памяти. Однако публикаций об использовании методов стимуляции мозга во время сна в терапевтических целях пока нет, но следует ожидать появления таких исследований в ближайшем будущем. Исполнителями данного проекта разработана собственная технология воздействия на механизмы сна, (Индурский П.А., Дорохов В.Б. и др. 2013). Нами показано (технология запатентована), что периферическая подпороговая электрокожная стимуляция кисти руки во время глубокого дельта-сна (ДС-ЭКСР - стимуляция) приводит к углублению и удлинению этой стадии сна, и способствует улучшение состояния испытуемых со сниженным эмоциональным тонусом. Такой вид периферической афферентной стимуляции, действительно является неивазивным, так как отсутствует прямое воздействие на мозг, которое имеет место при вышеупомянутых методах транскраниальной стимуляции. Задачей исследования является дальнейшее усовершенствования технологии ДС-ЭКСР стимуляции: подбора оптимальных режимом длительности, силы, момента подачи стимула, а также применение стимулирующих электродов не мешающих сну. Для отработки комплекса вопросов по технологии ДС-ЭКСР мы предполагаем использовать здоровых испытуемых во время дневного сна, а для оценка клинических эффектов ДС-ЭКСР стимуляции будет проводиться на группе пациентов с инсомнией (бессонницей). Эффекты стимуляции ДС-ЭКСР будут оцениваться: по клиническим показателям, физиологическим – оценка качество сна по стандартными критериям, по количественным показателям электроэнцефалограммы и вызванных потенциалов, а также по результатам психологического тестирования. При дневном сне также планируется серия по сравнительной оценке эффектов периферической ДС-ЭКСР стимуляции с транскраниальной стимуляцией медленно изменяющаяся постоянным током (So-tDCS) во время дельта-сна приведенной в работе (Marshall et al.,2006; Antonenko et al., 2013). Для более углубленного исследования физиологических механизмов воздействия периферической и транскраниальной стимуляции на сон будет проведена серия на животных. Технология ДС-ЭКСР может быть эффективна не только для лечения клинических форм инсомнии, но и для терапии социально значимых нарушений сна у эдоровых людей, которые наблюдаются у 30-40% населения во всех странах. Предполагается, что разрабатываемый нефармакологический метод улучшения качества сна будет эффективен также и для дневного сна, особенно при работах требующих высокого психо-эмоционального напряжения: транспорт, операторская деятельность и др. По результатам исследований предполагается серия статей (не менее 6) в международных и отечественных журналах.

Ожидаемые результаты

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ИТОГОВОГО ОТЧЕТА

Краткая аннотация полученных результатовЦелью проекта являлась разработка технологии нефармакологического улучшения качества сна, основанная на физиотерапевтических методах стимуляции мозга во время сна, как альтернативе фармакологической терапии. Ранее в работе Индурский, Дорохов с соавт.(2013) нами была показана возможность воздействия на качество сна, путем низкочастотной подпороговой электрокожной стимуляции кисти руки во время глубокого дельта-сна человека. Задачей проекта было усовершенствование этой методики и более детальное описание нейрофизиологических процессов, сопровождающих такое воздействие. Также планировалось создание экспериментальных моделей на животных, для поиска нефармакологических способов воздействий на цикл сон - бодрствования. Для выполнения цели проекта было проведено 3 серии исследований: 1) На людях. Электрокожная стимуляция одиночными импульсами, синхронизированными с дельта-волнами ЭЭГ во время дельта сна человека. 2) На людях. Электрокожная ритмическая стимуляция пачками импульсов во время дельта сна человека, с частотой 0,8- 1 Гц. 3) На животных. Воздействия слабыми электромагнитными полями сверхнизкой частоты на цикл сна и бодрствования у мышей. 1) Электрокожная стимуляция одиночными импульсами, синхронизированная с дельта-волнами ЭЭГ у человека. В рамках усовершенствования методики подпороговой электрокожной стимуляции кисти руки во время глубокого дельта-сна человека, проверялась возможность использовать стимуляцию, синхронизированную с дельта-волнами ЭЭГ, по алгоритму который был описан в работах (Ngo et.al. 2013, Ong et al. 2015, Santostasi et al. 2016). В работах этих авторов применялась аудиостимуляция короткими щелчками околопороговой громкости, синхронизированная с позитивной фазой дельта волн определенной амплитуды. В отличие от этих работ, в нашем исследовании использовалась подпороговая электрокожная стимуляция кисти руки. Было написано программное обеспечение для реализации алгоритмов применяемых в работах (Ngo et.al. 2013, Ong et al. 2015, Santostasi et al. 2016). Этот алгоритм обеспечивал стимуляцию, синхронизированную с дельта-волнами ЭЭГ в режиме реального времени. Также был создан аппаратно- программный комплекс, позволяющий реализовать методологию мозг-компьютер интерфейс для воздействия на характеристики сна, состоящий из программно управляемых портативного электростимулятора и беспроводного биоусилителя, устанавливаемого на голове испытуемых. Этот комплекс позволял в режиме реального времени регистрировать и анализировать ЭЭГ, а в момент возникновения позитивной пика дельты- волны ЭЭГ - подавать электрический импульс на руку испытуемого, а также проводить синхронное усреднение соматосенсорных вызванных потенциалов (СВП). Проведение экспериментов с использованием этого комплекса, показало принципиальную возможность проведения электрокожной подпороговой стимуляции по этому алгоритму, однако, положительных результатов воздействия такой стимуляции на показатели сна нам получить не удалось. 2) Электрокожная ритмическая стимуляция пачками импульсов во время дельта сна человека. В этой серии исследовалось влияние на сон подпороговой электрокожной ритмической стимуляции пачками импульсов во время дельта сна человека, с параметрами стимуляции ранее описанные в статье (Индурский Дорохова и др. 2013). Изучался эффект длительного курса электрокожной ритмической стимуляции пачками импульсов на качество сна в течение 7 последовательных ночей. В экспериментах с ночным сном использовался миниатюрный аппарат, фиксируемый на кисте руки испытуемого, который работает в автономном режиме и обеспечивает электрокожную стимуляцию с заданными параметрами в дельта -стадии сна. Стадия дельта сна определялась автоматически на основе анализа изменений сопротивления кожи на ладони (кожно-гальваническая реакция). В этом исследовании полиграфическую регистрацию ночного сна вначале проводили в лаборатории (две ночи без стимуляции, 1 ночь со стимуляцией), затем проводилась стимуляция в домашних условиях во время ночного сна в течение 7 ночей (воздействие). После чего, повторялась полиграфическая регистрация ночного сна в лаборатории. В этой серии экспериментов у большей части испытуемых наблюдалось улучшение качества сна. В другой серии исследований с такой же электрокожной ритмической стимуляции пачками импульсов во время дневного сна, мы провели анализ соматосенсорных вызванных потенциалов во время дельта - стадии. Были показаны изменения СВП, которые могут быть обусловлены простейшей формой неассоциативного обучения – привыканием и лежать в основе механизма улучшения качества сна при ритмической пачечной стимуляции во время глубокой дельта - стадии сна. 3) В экспериментах на животных была проведены исследования возможности воздействия слабыми электромагнитными полями сверхнизкой частоты (ЭМП СНЧ) на цикл сна и бодрствования у мышей. Было показано, что длительное 12 часовое предъявление ЭМП СНЧ в ночные часы (20.00-8.00) с интенсивностью ЭМ поля 0,1-0,04 мкТл и частотой 8 ГЦ, вызывает достоверные изменения цикла сна и бодрствования у мышей. Цели поставленные в проекте выполнены полностью.Опубликовано 9 статей и 8 тезисов в материалах отечественных и международных конференций

ПУБЛИКАЦИИ ПО ИТОГАМ ПРОЕКТА