CES-methode: Neurofysiologische basis van craniale stimulatie
CES (Craniale Elektrotherapie Stimulatie) is een niet-medicamenteuze methode van laag-intensieve stimulatie die helpt de hersenchemie te herstellen. Op deze pagina vindt u informatie over de wetenschappelijke basis van CES, de effecten op hersengolven en neurotransmitters, en het gebruik ervan bij de behandeling van angst, depressie en slaapstoornissen.
Neurochemie van hersenvocht en plasma
Potentiaal- en stroomdichtheidsverdeling
Kwantitatieve EEG en laag-resolutie tomografie
Functionele Magnetische Resonantiebeeldvorming (fMRI)
Neurochemie van hersenvocht en plasma
De NeuroCes™ Craniale Elektrotherapie Stimulator veroorzaakt veranderingen in neurohormonen en neurotransmitters bij verschillende psychiatrische aandoeningen, met name bij depressieve en angststoornissen. Craniale Elektrotherapie Stimulatie (CES) verhoogt onmiddellijk de bloedspiegels van bèta-endorfine en serotonine en kan binnen twee weken leiden tot een normalisatie van de serotonerge homeostase bij depressieve patiënten (Shealy et al., 1989).
De niveaus van vijf neurotransmitters - serotonine, bèta-endorfine, melatonine, noradrenaline en cholinesterase - werden gemeten in het hersenvocht en het plasma van vijf gezonde, asymptomatische proefpersonen, zowel in rust als na 20 minuten CES (Shealy et al., 1989). Terwijl serotonine en bèta-endorfine sterker toenamen in het hersenvocht, vertoonden bèta-endorfine, serotonine en melatonine significante veranderingen in het plasma, wat klinisch relevante observaties oplevert. De plasmaconcentratie van noradrenaline vertoonde een matige verandering na CES. Een hypothalamische modulatie zou het gerapporteerde antidepressieve effect van CES kunnen verklaren (Shealy et al., 1989). Figuren 1 en 2 tonen de maximale toename van de neurochemische niveaus in het hersenvocht en plasma bij deze vijf gezonde proefpersonen.
De craniale elektrotherapie stimulatie van serotonerge neuronen in het centrale zenuwstelsel (CZS) kan direct inwerken op de hypothalamus, wat leidt tot de afgifte van regulerende hypothalamische hormonen (Liss S., Liss B., 1996).
Figuur 1. Percentageverandering van neurochemische stoffen in het plasma bij gezonde, asymptomatische proefpersonen na 20 minuten CES (Shealy et al., 1989).
Figuur 2. Percentageverandering van neurochemische stoffen in het hersenvocht bij gezonde, asymptomatische proefpersonen na 20 minuten CES-stimulatie (Shealy et al., 1989).
Figuur 3. Verschillen in plasmatische biomolecuulniveaus na 20 minuten CES-stimulatie.
Het verschil in plasmaconcentraties van serotonine, tryptofaan, cortisol en ACTH na craniale elektrotherapiestimulatie (CES) werd geëvalueerd door Closson. De serumniveaus van elk van de in Figuur 3 vermelde stoffen werden gemeten vóór de stimulatie en opnieuw tien minuten na afloop van een CES-behandeling van twintig minuten (Closson, Win. J., 1988).
In deze studie werd een toename van de ACTH-spiegels waargenomen terwijl een daling van de cortisolspiegels werd gerapporteerd. Deze afwijking tussen twee biochemische markers die normaal gesproken parallel bewegen, wordt in de literatuur beschreven als een “paradoxale” bevinding, en er wordt aangegeven dat het onderliggende mechanisme nog niet volledig is verklaard.
Potentiaal- en stroomdichtheidsverdeling
Volgens de studie “Verdeling van potentiaal en stroomdichtheid bij craniale elektrotherapiestimulatie (CES) in een model met vier concentrische sferen” uitgevoerd door het programma Biomedische Ingenieurswetenschappen van de Universiteit van Texas in Austin, gebaseerd op een simulatie van radiale stroomdichtheid, bedraagt de maximale door CES geïnjecteerde stroomdichtheid — met een standaardstimulus van 1 mA — ongeveer 5 µA/cm² en bereikt het de thalamische zone op een straal van 13,30 mm in het model. Deze studie toonde aan dat het elektrische veld dat door CES wordt opgewekt, als faciliterende stimulus, de afgifte van neurotransmitters kan stimuleren die verantwoordelijk zijn voor de waargenomen fysiologische effecten (Ferdjallah et al., 1996).
Figuur 4. Vier concentrische sferen-model van het menselijk hoofd, dat het hersenweefsel, het hersenvocht, het schedelbot en de hoofdhuid weergeeft.
Kwantitatieve EEG en laag-resolutie tomografie
De effecten van craniale elektrotherapiestimulatie (CES) op het menselijke EEG en de cerebrale stroomdichtheid werden geëvalueerd met behulp van kwantitatieve elektro-encefalografie (qEEG) en lage-resolutie elektromagnetische tomografie (LORETA) (Kennerly, 2006).
Volgens dit onderzoek toonden de veranderingen die werden waargenomen in het kwantitatieve EEG en de lage-resolutie tomografie na CES-stimulatie aan dat CES bij een frequentie van 0,5 Hz leidde tot een significante toename van de relatieve alfagolfkracht (8–12 Hz), samen met een gelijktijdige afname van de relatieve deltawave- (0–3,5 Hz) en bètawavekracht (12,5–30 Hz). De CES-stimulatie bij 0,5 Hz verminderde met name de delta-activiteit over een breed frequentiebereik. Deze waargenomen veranderingen in de relatieve qEEG-kracht kwamen overeen met de affectieve en cognitieve effecten van CES die in de literatuur zijn gerapporteerd, zoals toegenomen ontspanning en verminderde angst
De visuele vergelijking van het relatieve vermogensspectrum in rust en na stimulatie toonde een consistent patroon van verhoogde alfa-activiteit, gepaard met een afname van delta- en bèta-activiteit (Figuur 5.a en Figuur 5.b). In sommige opnamen verscheen na CES een bimodale verdeling in het spectrum, die afwezig was in de rusttoestand (Kennerly, 2006).
Figuur 5.a. Relatief vermogensspectrum van het EEG van een proefpersoon in rust, vóór CES-stimulatie bij 0,5 Hz.
Figuur 5.b. Relatief vermogensspectrum van het EEG van een proefpersoon na CES-stimulatie bij 0,5 Hz. Er wordt een toename van de alfavermogens waargenomen, vergezeld van een afname van de delta- en bèta-activiteit. De bimodale verdeling van het EEG-spectrum na CES vertegenwoordigt een variant van de respons die bij sommige proefpersonen werd waargenomen.
Figuur 6. Topografische kaart van de p-waarden van de relatieve vermogens voor CES bij 0,5 Hz. Statistisch significante veranderingen (p ≤ 0,05) na CES bij 0,5 Hz zijn aangegeven met kleuren; wit duidt op geen significante verandering. De pijlen geven de richting van de verandering aan. Er werden significante afnames waargenomen in de delta- en bètabanden, terwijl significante toenames werden vastgesteld in de alfaband.
Een topografische kaart van de relatieve vermogensactiviteit, weergegeven in Figuur 6, visualiseert deze gegevens grafisch en toont duidelijker het patroon van veranderingen per hersenregio (Kennerly, 2006).
Functionele Magnetische Resonantiebeeldvorming (fMRI)
De onmiddellijke effecten van CES-stimulatie op de hersenactiviteit in rust en op de functionele connectiviteit binnen intrinsieke hersennetwerken werden onderzocht met behulp van functionele neurobeeldvorming (fMRI) die gelijktijdig werd uitgevoerd met de craniale stimulatie (Feusner et al., 2012).
CES veroorzaakt een corticale deactivatie in de mediale prefrontale en pariëtale hersengebieden. De stimulatie lijkt vergelijkbare deactivatiepatronen te genereren, ongeacht de frequentie, maar bij hogere frequenties gaan deze gepaard met meer uitgesproken veranderingen in de functionele connectiviteit. Deze patronen verschillen van die welke verband houden met de intensiteit van de stroom, wat suggereert dat de stimulatiefrequentie een belangrijkere rol speelt dan de intensiteit bij de corticale modulatie (Feusner et al., 2012).
Stimulatie met NeuroCes™ kan leiden tot corticale deactivatie en veranderingen in de hersenconnectiviteit binnen het Default Mode Network (DMN) na een behandeling van 20 minuten.
Figuur 7. Gebieden met verminderde hersenactiviteit veroorzaakt door craniale elektrotherapiestimulatie (CES): stimulatie bij 0,5 Hz (in blauw), stimulatie bij 100 Hz (in geel) en overlappende zones tussen beide frequenties (in groen).
GETUIGENISSEN
Ontdek hoe NeuroCes™ het leven van onze gebruikers heeft verbeterd aan de hand van hun echte ervaringen.
RÉFÉRENCES :
Shealy et al,1989. Depression: A Diagnostic, Neurochemicals Profile & Therapy with Cranial Electrotherapy Stimulation (CES). The Journal of Neurological & Orthopaedic Medicine & Surgery, 1989.
Liss S, Liss B., 1996. Physiological and therapeutic effects of high frequency electrical pulses. Integr Physiol Behav Sci 1996;31:88–96.
Closson, Win. J. 1988. Changes in Blood Biochemical Levels following Treatment with TENS Devices of Differing Frequency Composition, private experiment partially funded by Pain Suppression Labs Inc.
Ferdjallah et. al, 1996. Potential and current density distributions of cranial electrotherapy stimulation (CES) in a four concentric-spheres model. IEEE Trans Biomed Eng 1996;43:939–43.
Kennerly, Richard C, 2006. Changes in quantitative EEG and low resolution tomography following cranial electrotherapy stimulation. August 2006, 425 pp., 81 tables, 233 figures, 171 references.
Feusner JD, et al.,2012. Effects of Cranial Electrotherapy Stimulation on resting state brain activity. Brain Behav 2012;2(3):211–20.