تحریک مغناطیسی مغز با شدت پایین: مروری بر تحقیقات و کاربردها
مقدمه
تحریک مغناطیسی مغز (Transcranial Magnetic Stimulation یا TMS) یک روش غیرتهاجمی است که از میدانهای مغناطیسی برای تحریک سلولهای عصبی مغز استفاده میکند. در حالی که TMS استاندارد از میدانهای مغناطیسی قوی (۱ تا ۲ تسلا، معادل ۱,۰۰۰,۰۰۰ تا ۲,۰۰۰,۰۰۰ میکروتسلا) بهره میبرد، تحریک مغناطیسی با شدت پایین، بهویژه در محدوده میکروتسلا (۱ تا ۱۰۰ میکروتسلا)، به دلیل اثرات زیستی بالقوه و ایمنی بالا مورد توجه قرار گرفته است. این نوع تحریک، که اغلب به صورت میدانهای الکترومغناطیسی پالسی (PEMF) اعمال میشود، میتواند کاربردهای درمانی در حوزههای مختلف از جمله کاهش درد، تقویت نوروپلاستیسیتی، و درمان اختلالات روانی داشته باشد. این مقاله به بررسی تحقیقات موجود در مورد تحریک مغناطیسی مغز با شدت پایین در محدوده میکروتسلا، اثرات آن بر مغز، مکانیسمهای احتمالی، و کاربردهای درمانی میپردازد.
تفاوت با TMS استاندارد
TMS استاندارد از میدانهای مغناطیسی قوی برای القای جریانهای الکتریکی در مغز استفاده میکند که مستقیماً فعالیت نورونها را تغییر میدهد. این روش معمولاً برای درمان افسردگی مقاوم به درمان، دردهای نوروپاتیک، و بهبود پس از سکته مغزی به کار میرود. شدت میدانهای مغناطیسی در TMS استاندارد معمولاً بین ۱ تا ۲ تسلا است که معادل ۱,۰۰۰,۰۰۰ تا ۲,۰۰۰,۰۰۰ میکروتسلا میباشد. در مقابل، تحریک مغناطیسی با شدت پایین، مانند PEMF یا تحریک مغناطیسی تکراری با شدت پایین (LI-rTMS) و یا تحریک موج مداوم، از میدانهای بسیار ضعیفتر، در محدوده میکروتسلا تا میلیتسلا، استفاده میکند. این میدانهای ضعیف احتمالاً از طریق مکانیسمهای غیرمستقیم مانند تأثیر بر گیرندههای مغناطیسی (مانند کریپتوکروم) یا تنظیم کانالهای یونی عمل میکنند، بدون اینکه مستقیماً پتانسیلهای عملی را القا کنند.
تحقیقات در مورد اثرات بر مغز
تحقیقات متعددی اثرات تحریک مغناطیسی با شدت پایین را بر مغز بررسی کردهاند. در ادامه، برخی از یافتههای کلیدی در سه حوزه اصلی ارائه میشود:
کاهش درد
یکی از کاربردهای برجسته تحریک مغناطیسی با شدت پایین، کاهش درد در شرایط مزمن است. مطالعهای توسط Maestu و همکاران (۲۰۱۳) اثرات تحریک مغناطیسی با شدت بسیار پایین را بر بیماران مبتلا به فیبرومیالژیا بررسی کرد. این مطالعه از میدانهای مغناطیسی پالسی با شدت تقریبی ۴۳ نانوتسلا (۰.۰۴۳ میکروتسلا) در فاصله ۱ سانتیمتری از کویل و ۰.۹ نانوتسلا در فاصله ۴ سانتیمتری، با فرکانس ۸ هرتز استفاده کرد. نتایج نشان داد که این تحریک به طور قابلتوجهی آستانههای درد حسی-جسمی، توانایی انجام فعالیتهای روزانه، درک درد مزمن، و کیفیت خواب را در مقایسه با گروه کنترل بهبود بخشید. این یافتهها نشاندهنده پتانسیل درمانی میدانهای مغناطیسی با شدت بسیار پایین در مدیریت درد هستند.
نوروپلاستیسیتی و تمایز نورونی
تحریک مغناطیسی با شدت پایین میتواند نوروپلاستیسیتی و تمایز نورونی را تقویت کند. مطالعه Lekhraj و همکاران (۲۰۱۴) اثرات PEMF را بر رشد نوریتها در سلولهای دوپامینرژیک خط MN9D بررسی کرد. این مطالعه از شدت میدان مغناطیسی ۰.۰۰۵ میلیتسلا (۵ میکروتسلا) استفاده کرد و نشان داد که PEMF رشد نوریتها را تقویت میکند، که نشاندهنده نقش آن در تمایز نورونی و نوروپلاستیسیتی است. این اثر میتواند برای درمان بیماریهای نورودژنراتیو یا آسیبهای مغزی مفید باشد.
مطالعه دیگری توسط Li و همکاران (۲۰۱۴) اثرات PEMF را بر بیان فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز (BDNF) در نورونهای گانگلیون ریشه پشتی بررسی کرد. این مطالعه از شدت میدان ۱ میلیتسلا (۱,۰۰۰ میکروتسلا) با فرکانس ۵۰ هرتز استفاده کرد و نشان داد که PEMF بیان mRNA BDNF را از طریق کانالهای کلسیمی وابسته به ولتاژ نوع L و مسیرهای سیگنالینگ وابسته به Erk افزایش میدهد. این یافتهها نشاندهنده پتانسیل PEMF در تقویت رشد و بازسازی عصبی است.
افسردگی و سلامت روان
تحریک مغناطیسی با شدت پایین برای درمان افسردگی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعهای توسط Martiny و همکاران (۲۰۱۰) اثرات ضدافسردگی تحریک PEMF را در بیماران مبتلا به افسردگی مقاوم به درمان گزارش کرد. در همین حال، کلینیک Bright Brain در لندن از دستگاههای PEMF با شدت ۱ تا ۴۰ میکروتسلا و فرکانسهای ۰.۳۱ تا ۳۰۰,۰۰۰ هرتز برای حمایت از سلامت مغز و بهبود عملکرد شناختی استفاده میکند. علاوه بر این، مطالعهای دیگر نشان داد که تحریک با شدت ۰.۱ میلیتسلا (۱۰۰ میکروتسلا) میتواند بیان mRNA BDNF را افزایش دهد، که ممکن است در درمان افسردگی نقش داشته باشد.
سایر کاربردها
مطالعات دیگر کاربردهای PEMF را در شرایط مختلف مغزی بررسی کردهاند. به عنوان مثال، تحریک PEMF با شدت ۱۰ میکروتسلا و فرکانسهای ۵.۵ تا ۵۸.۵ هرتز در مدیریت درد نوروپاتیک دیابتی مؤثر بوده است. همچنین، دستگاههای MicroTesla PEMF که توسط BrainMaster Technologies توسعه یافتهاند، از میدانهای مغناطیسی با شدت بسیار پایین برای نوروفیدبک استفاده میکنند، که میتواند در تنظیم فعالیت مغزی و بهبود خودتنظیمی کمک کند.
مکانیسمهای احتمالی
مکانیسمهای دقیق تحریک مغناطیسی با شدت پایین هنوز به طور کامل شناخته نشدهاند، اما چندین مسیر پیشنهادی وجود دارد:
- گیرندههای مغناطیسی: پروتئینهایی مانند کریپتوکروم ممکن است به عنوان گیرندههای مغناطیسی عمل کنند و اطلاعات میدان مغناطیسی را به سیگنالهای سلولی تبدیل کنند. مطالعهای نشان داد که LI-rTMS رشد آکسون و سیناپتوژنز را القا میکند، که به حضور کریپتوکروم وابسته است.
- کانالهای یونی: میدانهای مغناطیسی ممکن است فعالیت کانالهای یونی، بهویژه کانالهای کلسیمی، را تنظیم کنند و منجر به تغییر در غلظت کلسیم داخلسلولی و فعالسازی مسیرهای سیگنالینگ شوند.
- بیان ژن: تحریک با شدت پایین میتواند ژنهای مرتبط با ترمیم و پلاستیسیتی عصبی، مانند BDNF، را تنظیم کند.
جدول خلاصه مطالعات کلیدی
| مطالعه | شدت میدان (میکروتسلا) | فرکانس | اثرات مشاهدهشده | منبع |
|---|---|---|---|---|
| Maestu et al. (2013) | ۰.۰۴۳ | ۸ هرتز | کاهش آستانههای درد در فیبرومیالژیا | Pain Res Manag |
| Lekhraj et al. (2014) | ۵ | نامشخص | تقویت رشد نوریتها در سلولهای دوپامینرژیک | J Neurosci Res |
| Li et al. (2014) | ۱,۰۰۰ | ۵۰ هرتز | افزایش بیان BDNF در نورونهای گانگلیون ریشه پشتی | Neurochem Int |
| Bright Brain Centre | ۱-۴۰ | ۰.۳۱-۳۰۰,۰۰۰ هرتز | بهبود سلامت مغز و عملکرد شناختی | Bright Brain |
| Weintraub et al. | ۱۰ | ۵.۵-۵۸.۵ هرتز | کاهش درد نوروپاتیک دیابتی | Practical Pain Management |
نتیجهگیری و جهتگیریهای آینده
تحریک مغناطیسی با شدت پایین در محدوده میکروتسلا پتانسیل قابلتوجهی برای کاربردهای درمانی در مدیریت درد، تقویت نوروپلاستیسیتی، و درمان اختلالات روانی مانند افسردگی نشان داده است. با این حال، تنوع در پارامترهای تحریک (شدت، فرکانس، مدت زمان) و کمبود استانداردسازی چالشهایی را برای کاربرد بالینی ایجاد کرده است. تحقیقات آینده باید بر استانداردسازی پروتکلهای درمانی، بررسی اثرات بلندمدت، و روشنسازی مکانیسمهای زیستی تمرکز کنند. با توجه به ایمنی بالای این روش، تحریک مغناطیسی با شدت پایین میتواند به عنوان یک رویکرد مکمل یا مستقل در درمان بیماریهای عصبی و روانی توسعه یابد.
باورهای اشتباه در مورد تحریک مغناطیسی شدت پایین
در پاسخ به ادعاهای مطرحشده مبنی بر کمبود شواهد علمی و ایمنی تحریک مغناطیسی با شدت پایین (LI-TMS)، شواهد علمی موجود نشاندهنده پتانسیل قابلتوجه این فناوری غیرتهاجمی است. مطالعات متعدد، از جمله Maestu و همکاران (۲۰۱۳) و Alyagon و همکاران (۲۰۲۴)، اثرات مثبت LI-TMS را در کاهش درد مزمن، بهبود عملکرد شناختی در ADHD، و تقویت نوروپلاستیسیتی تأیید کردهاند. این روش با شدتهای میکروتسلا (۱ تا ۱۰۰ میکروتسلا) به دلیل شدت بسیار پایین تر در محدوده مطمئن تعریف شده است و ایمن تلقی میشود. برخلاف ادعاها، LI-TMS نهتنها وقت و هزینه را هدر نمیدهد، بلکه به دلیل دسترسی آسان و هزینه کم، گزینهای مقرونبهصرفه و موثر برای درمانهای مکمل است. هیچ شواهد معتبری مبنی بر تشدید علائم بیماری گزارش نشده است. در مقابل، مطالعاتی مانند Lekhraj و همکاران (۲۰۱۴) نشان دادهاند که LI-TMS میتواند بازسازی عصبی را تقویت کند.ما از سازمانهای بهداشتی دعوت میکنیم تا درادامه تحقیقات مستقل پیشین (مراکز خارج از کشور) با حمایت از تحقیقات بیشتر، استانداردسازی پروتکلهای LI-TMS را تسریع کنند. این فناوری نویدبخش بهبود سلامت روان، کاهش درد، و ارتقای کیفیت زندگی است و شایسته بررسی دقیقتر به جای رد بیاساس و بدون مطالعه کافی است.
مقالات مرتبط با بتاوان یا تحریک شدت پایین
Maestu C, Blanco M, Nevado A, et al. Reduction of pain thresholds in fibromyalgia after very low-intensity magnetic stimulation: A double-blinded, randomized placebo-controlled clinical trial. Pain Res Manag. 2013;18(6):e101-e106. Link
Lekhraj R, Cynamon DE, DeLuca SE, Taub ES, Pilla AA, Casper D. Pulsed electromagnetic fields potentiate neurite outgrowth in the dopaminergic MN9D cell line. J Neurosci Res. 2014;92(6):761-771. Link
Li Y, Yan X, Liu J, Li L, Hu X, Sun H, Tian J. Pulsed electromagnetic field enhances brain-derived neurotrophic factor expression through L-type voltage-gated calcium channel- and Erk-dependent signaling pathways in neonatal rat dorsal root ganglion neurons. Neurochem Int. 2014;75:96-104. Link
Bright Brain Centre. Pulsed Electromagnetic Field (PEMF) Therapy for Brain and Body Health. Link
Weintraub MI, Herrmann DN, Smith AG, et al. Pulsed electromagnetic fields to reduce diabetic neuropathic pain and stimulate neuronal repair: A randomized controlled trial. Arch Phys Med Rehabil. 2009;90(7):1102-1109. Link
Effect of Low-intensity Transcranial Magnetic Stimulation on Response Inhibition of Adults With Attention-deficit/Hyperactivity Disorder