scbmtБИОМЕДИЦИНАJournal Biomed2074-59822713-0428Scientific center of biomedical technologies of Federal Medical and Biological Agencyscbmt-56Research ArticleСтатьиАлгоритм расчета вариабельности и величины воздействия электрического тока на основе математической модели растекания тока при транскраниальной микрополяризации по данным стереотаксических координатCalculation algorithm of variability and size of current flow on the basis mathematical model of spreading current in case of transcranial micropolarization according to stereotaxis coordinatesН.н. Каркищенко1, А.а. Вартанов2, Ю.а. Чудина2, Д.б. ЧайвановKarkischenkoN. N.noemail@neicon.ruВартановА. А.VartanovA. A.noemail@neicon.ruЧудинаЮ. А.ChudinaYu. A.noemail@neicon.ruЧайвановД. Б.ChayvanovD. B.chaivanov@yandex.ruФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий ФМБА России»Russian FederationНИЦ «Курчатовский институт»Russian FederationНИЦ «Курчатовский институт"Russian Federation2017260220190149Copyright © Н.н. Каркищенко1, А.а. Вартанов2, Ю.а. Чудина2, Д.б. Чайванов N.N., Вартанов А.А., Чудина Ю.А., Чайванов Д.Б., 20192019Н.н. Каркищенко1, А.а. Вартанов2, Ю.а. Чудина2, Д.б. Чайванов N.N., Вартанов А.А., Чудина Ю.А., Чайванов Д.Б.Karkischenko N.N., Vartanov A.A., Chudina Y.A., Chayvanov D.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.scbmt.ru/jour/article/view/56

Предложен алгоритм расчета вариабельности и величины электрического тока во время микрополяризационного воздействия на заданные структуры мозга, опирающийся на ранее разработанную математическую модель растекания тока при транскраниальной микрополяризации для стереотаксических координат. Предложенный алгоритм и математическая модель разработаны с учетом физических характеристик и методических особенностей применения метода микрополяризации, определяющих его эффективность для оптимизации функционального состояния мозга в норме и при патологии.

The calculation algorithm of variability and size of current flow during micropolarizing impact on the set structures of a brain relying on earlier developed mathematical model of spreading of current in case of transcranial micropolarization for the stereotaxis coordinates is offered. The offered algorithm and mathematical model are developed taking into account the physical characteristics and methodical features of application of a method of micropolarization determining its efficiency for optimization of a functional condition of a brain is normal also in case of pathology.

транскраниальная микрополяризациявариабельность и величина электрического токаматематическая модельстереотаксические координатыtranscranial micropolarizationvariability and size of electric flowmathematical modelstereotaxis coordinatesReferencesБехтерева Н.П., Аничков А.Д., Гурчин Ф.А., Дамбинова С.А., Илюхина В.А. и др. Лечебная электрическая стимуляция мозга и нервов человека / под ред. Н.П. Бехтеревой. - М.: АСТ; СПб: Сова; Владимир: ВКТ. 2008. 464 с.Бехтерева Н.П., Аничков А.Д., Гурчин Ф.А., Дамбинова С.А., Илюхина В.А. и др. Лечебная электрическая стимуляция мозга и нервов человека / под ред. Н.П. Бехтеревой. - М.: АСТ; СПб: Сова; Владимир: ВКТ. 2008. 464 с.Каркищенко Н.Н., Вартанов А.А., Вартанов А.В., Чайванов Д.Б. Локализация проекций полей Бродмана коры головного мозга человека на поверхность скальпа // Биомедицина. 2011. № 3. С. 40-45.Каркищенко Н.Н., Вартанов А.А., Вартанов А.В., Чайванов Д.Б. Локализация проекций полей Бродмана коры головного мозга человека на поверхность скальпа // Биомедицина. 2011. № 3. С. 40-45.Каркищенко Н.Н., Чайванов Д.Б., Вартанов А.А. Расчет потенциалов и токов стимуляции для двухмерной модели скальпа с учетом коэффициентов затекания в мозг // Биомедицина. 2013. № 2. С.6-11.Каркищенко Н.Н., Чайванов Д.Б., Вартанов А.А. Расчет потенциалов и токов стимуляции для двухмерной модели скальпа с учетом коэффициентов затекания в мозг // Биомедицина. 2013. № 2. С.6-11.Корсаков И.А., Матвеева Л.В. Психофизиологические характеристики восприятия и боэлектрическая активность мозга при микрополяризации затылочной области полушария // Физиология человека. 1982. Т. 8. № 4. С. 595-603.Корсаков И.А., Матвеева Л.В. Психофизиологические характеристики восприятия и боэлектрическая активность мозга при микрополяризации затылочной области полушария // Физиология человека. 1982. Т. 8. № 4. С. 595-603.Микрополяризация у детей с нарушением психического развития, или как поднять планку ограниченных возможностей / под ред. Н.Ю. Кожушко. - СПб: КАРО. 2011. 336 с.Микрополяризация у детей с нарушением психического развития, или как поднять планку ограниченных возможностей / под ред. Н.Ю. Кожушко. - СПб: КАРО. 2011. 336 с.Пинчук Д.Ю. Транскраниальные микрополяризации головного мозга: клиника, физиология. - СПб: Человек. 2007. 496 с.Пинчук Д.Ю. Транскраниальные микрополяризации головного мозга: клиника, физиология. - СПб: Человек. 2007. 496 с.Пономаренко Г.Н. Физические методы лечения: справ., 2-е изд., перераб. и доп. - СПб: ВМедА, 2002.Пономаренко Г.Н. Физические методы лечения: справ., 2-е изд., перераб. и доп. - СПб: ВМедА, 2002.Раева С.Н. Микроэлектродные исследования активности нейронов головного мозга человека. - М.: Наука, 1977. 208 с.Раева С.Н. Микроэлектродные исследования активности нейронов головного мозга человека. - М.: Наука, 1977. 208 с.Чайванов Д.Б., Каркищенко Н.Н. Математическая модель биофизических процессов при транскраниальной микрополяризации // Биомедицина. 2011. № 3. С. 6-11.Чайванов Д.Б., Каркищенко Н.Н. Математическая модель биофизических процессов при транскраниальной микрополяризации // Биомедицина. 2011. № 3. С. 6-11.Шелякин А.М., Пономаренко Г.Н. Микрополяризация мозга. Теоретические и практические аспекты / под. ред. О.В. Богданова. - СПб: ИИЦ Балтика, 2006.Шелякин А.М., Пономаренко Г.Н. Микрополяризация мозга. Теоретические и практические аспекты / под. ред. О.В. Богданова. - СПб: ИИЦ Балтика, 2006.Шустов Е.Б., Чайванов Д.Б., Вартанов А.А. Математическое моделирование электростимуляции двумя электродами стандартной формы // Сб. тр. межд. научн. конф. «Актуальные аспекты современной психофизиологии». СПб, 2014.Шустов Е.Б., Чайванов Д.Б., Вартанов А.А. Математическое моделирование электростимуляции двумя электродами стандартной формы // Сб. тр. межд. научн. конф. «Актуальные аспекты современной психофизиологии». СПб, 2014.Antal A., Nitsche M.A., Kincses T.Z., Kruse W., Hoffmann K.P., Paulus W. Facilitation of visuo-motor learning by transcranial direct current stimulation of the motor and extrastriate visual areas in humans // Eur. J. of Neurosci. 2004. No. 19(10). P. 2888-92.Antal A., Nitsche M.A., Kincses T.Z., Kruse W., Hoffmann K.P., Paulus W. Facilitation of visuo-motor learning by transcranial direct current stimulation of the motor and extrastriate visual areas in humans // Eur. J. of Neurosci. 2004. No. 19(10). P. 2888-92.Antal A., Paulus W. Transcranial direct current stimulation and visual perception // Perception. 2008. No. 37(3). P. 367-74.Antal A., Paulus W. Transcranial direct current stimulation and visual perception // Perception. 2008. No. 37(3). P. 367-74.Brasil-Neto J.P. Learning, memory, and transcranial direct current stimulation // Frontiers in psychiatry. Neuropsychiatric imaging and stimulation. 2012. Vol. 3. Art. 80. P. 1-4.Brasil-Neto J.P. Learning, memory, and transcranial direct current stimulation // Frontiers in psychiatry. Neuropsychiatric imaging and stimulation. 2012. Vol. 3. Art. 80. P. 1-4.Javadi A.H., Cheng P. Transcranial direct current stimulation (tDCS) enhances reconsolidation of long-term memory // Brain Stimul. 2013. No. 6(4). P. 668-74. doi: 10.1016/j.brs.2012.10.007.Javadi A.H., Cheng P. Transcranial direct current stimulation (tDCS) enhances reconsolidation of long-term memory // Brain Stimul. 2013. No. 6(4). P. 668-74. doi: 10.1016/j.brs.2012.10.007.Meinzer M., Antonenko D., Lindenberg R., Hetzer S., Ulm L., Avirame K., Flaisch T., Flöel A. Electrical brain stimulation improves cognitive performance by modulating functional connectivity and task-specific activation // J. of Neurosci. 2012. No. 32(5). P. 1859-66. doi: 10.1523/JNEUROSCI.4812-11.2012.Meinzer M., Antonenko D., Lindenberg R., Hetzer S., Ulm L., Avirame K., Flaisch T., Flöel A. Electrical brain stimulation improves cognitive performance by modulating functional connectivity and task-specific activation // J. of Neurosci. 2012. No. 32(5). P. 1859-66. doi: 10.1523/JNEUROSCI.4812-11.2012.Meinzer M., Lindenberg R., Antonenko D., Flaisch T., Flöel A. Anodal transcranial direct current stimulation temporarily reverses age-associated cognitive decline and functional brain activity changes // J. of Neuroscience. 2013. No. 33(30). P. 12470-78.Meinzer M., Lindenberg R., Antonenko D., Flaisch T., Flöel A. Anodal transcranial direct current stimulation temporarily reverses age-associated cognitive decline and functional brain activity changes // J. of Neuroscience. 2013. No. 33(30). P. 12470-78.Monti A., Ferrucci R., Fumagalli M., Mameli F., Cogiamanian F., Ardolino G., Priori A. Transcranial direct current stimulation (tDCS) and language // J. of Neurol. neurosurg. psychiatry. 2013. No. 84(8). P. 832-42. doi: 10.1136/jnnp-2012-302825.Monti A., Ferrucci R., Fumagalli M., Mameli F., Cogiamanian F., Ardolino G., Priori A. Transcranial direct current stimulation (tDCS) and language // J. of Neurol. neurosurg. psychiatry. 2013. No. 84(8). P. 832-42. doi: 10.1136/jnnp-2012-302825.Olma M.C., Dargie R.A., Behrens J.R., Kraft A., Irlbacher K., Fahle M., Brandt S.A. Long-term effects of serial anodal tDCS on motion perception in subjects with occipital stroke measured in the unaffected visual hemifield // Front. hum. neurosci. 2013. No. 7. P. 314. doi: 10.3389/fnhum.2013.00314.Olma M.C., Dargie R.A., Behrens J.R., Kraft A., Irlbacher K., Fahle M., Brandt S.A. Long-term effects of serial anodal tDCS on motion perception in subjects with occipital stroke measured in the unaffected visual hemifield // Front. hum. neurosci. 2013. No. 7. P. 314. doi: 10.3389/fnhum.2013.00314.Sehm B., Schäfer A., Kipping J., Margulies D., Conde V., Taubert M., Villringer A., Ragert P. Dynamic modulation of intrinsic functional connectivity by transcranial direct current stimulation // J. of Neurophysiol. 2012. No. 108(12). P. 3253-63. doi: 10.1152/jn.00606.2012.Sehm B., Schäfer A., Kipping J., Margulies D., Conde V., Taubert M., Villringer A., Ragert P. Dynamic modulation of intrinsic functional connectivity by transcranial direct current stimulation // J. of Neurophysiol. 2012. No. 108(12). P. 3253-63. doi: 10.1152/jn.00606.2012.Sehm B., Schnitzler T., Obleser J., Groba A., Ragert P., Villringer A., Obrig H. Facilitation of inferior frontal cortex by transcranial direct current stimulation induces perceptual learning of severely degraded speech // J. of Neurosci. 2013. No. 33(40). P. 15868-78. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5466-12.2013.Sehm B., Schnitzler T., Obleser J., Groba A., Ragert P., Villringer A., Obrig H. Facilitation of inferior frontal cortex by transcranial direct current stimulation induces perceptual learning of severely degraded speech // J. of Neurosci. 2013. No. 33(40). P. 15868-78. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5466-12.2013.Zwissler B., Sperber Ch., Aigeldinger S., Schindler S., Kissler J., Plewnia Ch. Shaping memory accuracy by left prefrontal transcranial direct current stimulation // J. of Neuroscience. 2014. No. 34(11). P. 4022-26.Zwissler B., Sperber Ch., Aigeldinger S., Schindler S., Kissler J., Plewnia Ch. Shaping memory accuracy by left prefrontal transcranial direct current stimulation // J. of Neuroscience. 2014. No. 34(11). P. 4022-26.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.