DOI: https://doi.org/10.1038/s41537-025-00720-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41530140
تاريخ النشر: 2026-01-13
المؤلف: Eisa Jafari وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة التأثيرات المعرفية والعاطفية لتحفيز القشرة الجبهية الجانبية الثنائية (DLPFC) في المرضى الذين يعانون من الفصام، مع معالجة العجز المعرفي المستمر الذي غالبًا ما يقاوم العلاجات التقليدية. تم استخدام تصميم تجريبي متحكم فيه بالشام، حيث شارك 36 مشاركًا من الذكور في ثلاث جلسات من تحفيز التيار المباشر عبر الجمجمة (tDCS) أو تحفيز الضوضاء العشوائية عالية التردد عبر الجمجمة (tRNS) أو تحفيز وهمي، مع إجراء تقييمات للوظائف التنفيذية والحالات العاطفية قبل وبعد التدخل.
تشير النتائج إلى أن كل من tDCS و tRNS حسنت بشكل كبير الوظائف التنفيذية، وخاصة قدرات حل المشكلات، عند مقارنتها بحالة الشام. ومن الجدير بالذكر أن tRNS عزز أيضًا دقة الذاكرة العاملة والأداء الاستراتيجي. أظهرت التقييمات العاطفية أن كلا التدخلين زاد من التأثير الإيجابي وقلل من التأثير السلبي، مع إظهار tRNS تأثيرًا أكثر وضوحًا على المشاعر الإيجابية. علاوة على ذلك، لوحظت علاقة بين تقليل التأثير السلبي وتحسين الوظائف التنفيذية أثناء tRNS. تستنتج الدراسة أن تحفيز DLPFC الثنائي باستخدام tDCS و tRNS عالي التردد قد يكون بمثابة علاجات مساعدة واعدة للعجز المعرفي في الفصام، مع تقديم tRNS فوائد عاطفية إضافية.
مقدمة
تتناول مقدمة هذه الورقة البحثية الفصام، وهو اضطراب نفسي مزمن يتميز بمزيج من الأعراض الإيجابية (الهلاوس، الأوهام)، والأعراض السلبية (فقدان الدافع، الانسحاب الاجتماعي)، والاضطرابات المعرفية (العجز في الذاكرة العاملة والوظائف التنفيذية). تصنف دراسة العبء العالمي للأمراض الفصام ضمن أعلى 20 مرضًا من حيث الإعاقة، مما يبرز التأثير الحاسم للعجز المعرفي على الأداء اليومي والتحديات التي تطرحها على التعافي. غالبًا ما تحقق العلاجات التقليدية المضادة للذهان نجاحًا محدودًا، حيث يظهر نسبة كبيرة من المرضى تحسنًا غير كافٍ، مما يبرز الحاجة الملحة لاستراتيجيات علاجية مبتكرة، تستهدف بشكل خاص العجز العصبي المعرفي.
تناقش الورقة دور تقنيات تحفيز الدماغ غير الغازية، وتحديدًا التحفيز الكهربائي عبر الجمجمة (tES)، بما في ذلك التحفيز المباشر عبر الجمجمة (tDCS) وتحفيز الضوضاء العشوائية عبر الجمجمة (tRNS)، كعلاجات واعدة لتخفيف أعراض الفصام. تهدف هذه التقنيات إلى تعديل قابلية القشرة واستعادة توازن الإثارة/التثبيط (E/I) الذي تم تعطيله في الفصام. تقترح الدراسة نهجًا جديدًا من خلال استخدام tDCS الثنائي الأقطاب و tRNS عالي التردد المستهدف للقشرة الجبهية الجانبية (DLPFC)، وهي منطقة مرتبطة بتنظيم الإدراك والعاطفة. الهدف الرئيسي هو مقارنة التأثيرات المعرفية والعاطفية لهذين النوعين من التحفيز على المرضى الذين يعانون من الفصام، مع فرضية أن كلاهما سيعزز الذاكرة العاملة والوظيفة التنفيذية مع تحسين التأثير الإيجابي وتقليل التأثير السلبي. تهدف هذه الدراسة إلى سد فجوة في الأدبيات من خلال استكشاف تأثيرات بروتوكولات tES المحسنة على العجز المعرفي والوظائف العاطفية في الفصام.
الطرق
توضح قسم الطرق الإجراءات التجريبية والتحليلية المستخدمة في الدراسة. يتناول اختيار المشاركين، وتصميم التجارب، والتقنيات الإحصائية المستخدمة لتحليل البيانات. استخدمت الدراسة إطار تجربة عشوائية محكومة، مما يضمن تخصيص المشاركين لمجموعات العلاج والتحكم لتقليل التحيز. تم قياس المتغيرات الرئيسية باستخدام أدوات موحدة، وتم جمع البيانات في نقاط زمنية متعددة لتقييم التغيرات على مر الزمن.
بالإضافة إلى ذلك، يصف القسم النماذج الرياضية المطبقة لتفسير النتائج، بما في ذلك التحليلات الانحدارية لتقييم العلاقات بين المتغيرات. تم تحديد دلالة النتائج باستخدام عتبة p < 0.05، وتم حساب أحجام التأثير لتقييم الآثار العملية للنتائج. بشكل عام، يضمن الصرامة المنهجية موثوقية وصلاحية النتائج المقدمة في الدراسة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم فحص تأثيرات تحفيز القشرة الجبهية الجانبية الثنائية (DLPFC) باستخدام التحفيز المباشر عبر الجمجمة (tDCS) وتحفيز الضوضاء العشوائية عالية التردد عبر الجمجمة (tRNS) في المرضى الذكور الذين يعانون من الفصام. تم استخدام تصميم عشوائي متقاطع، حيث خضع المشاركون لثلاث حالات تحفيز: tDCS موجب، و tRNS عالي التردد، وتحفيز وهمي. أشارت النتائج إلى أن كلا الطريقتين النشطتين للتحفيز حسنت بشكل كبير الوظائف التنفيذية، كما يتضح من زيادة درجات حل المشكلات وتقليل الأخطاء في المهام المعرفية مقارنة بالتحفيز الوهمي. ومن الجدير بالذكر أن tRNS أظهر فوائد متفوقة في تعزيز استراتيجيات الذاكرة العاملة وتقليل المشاعر السلبية، مما يشير إلى إمكانيته كعلاج أكثر فعالية للعجز المعرفي والعاطفي في الفصام.
كما أبرزت الدراسة التفاعل بين الأداء المعرفي والحالات العاطفية، كاشفة أن التحسينات في الوظيفة التنفيذية ترتبط بتقليل التأثير السلبي، خاصة بعد tRNS. وهذا يبرز العلاقة الثنائية الاتجاه بين الإدراك والعاطفة في الفصام، حيث قد يخفف تحسين الوظيفة المعرفية من الضيق العاطفي. علاوة على ذلك، تمت مناقشة الآليات المتميزة لـ tDCS و tRNS، حيث قد يقدم tRNS فوائد معرفية أوسع بسبب قدرته على تعزيز التزامن العصبي وقابلية الإثارة. بشكل عام، تدعو هذه النتائج إلى استخدام تحفيز DLPFC الثنائي كعلاج مساعد واعد لمعالجة التحديات المعرفية والعاطفية في الفصام، مما يستدعي مزيدًا من التحقيق في تجارب سريرية أكبر.
القيود
تشمل قيود هذه الدراسة عدم وجود بيانات تصوير عصبي أو بيانات فيزيولوجية عصبية، والتي كان من الممكن أن توفر رؤى أعمق حول التأثيرات الفيزيولوجية العصبية للتدخل. يُشجع البحث المستقبلي على دمج تقييمات معرفية إضافية ذات صلة بالمجالات العصبية المعرفية في الفصام، مثل الوظيفة الانتباهية والإدراك الاجتماعي، خاصة بعد التدخل لالتقاط تأثيرات التحفيز الكهربائي عبر الجمجمة (tES) بشكل أفضل. قد يحد التركيز الحصري للدراسة على المشاركين الذكور من تعميم النتائج، مما يبرز الحاجة إلى دراسات مستقبلية تشمل كلا الجنسين واستكشاف الفروق المحتملة في تأثيرات التحفيز. علاوة على ذلك، على الرغم من اتخاذ تدابير لتقليل تأثيرات الممارسة، إلا أن هذه تظل مصدر ارتباك محتمل، ويوصى بتنفيذ بروتوكولات وهمية موحدة لتعزيز فعالية التعمية.
على الرغم من هذه القيود، تكمن نقاط قوة الدراسة في نهجها المبتكر لتحفيز القشرة الجبهية الجانبية الثنائية (DLPFC) باستخدام أقطاب كهربائية عائدة خارج الجمجمة، مما يحسن من دقة الاستهداف. لقد قلل التصميم العشوائي المزدوج التعمية من الاختلافات الفردية بشكل فعال، مما سمح بإجراء مقارنات قوية بين tDCS و tRNS عالي التردد وحالات الشام. تم تقييم الحالات العاطفية قبل وبعد التدخل، مما أظهر أن كل من tDCS و tRNS قلل بشكل كبير من التأثير السلبي وزاد من التأثير الإيجابي. بالإضافة إلى ذلك، لوحظت علاقات بين تحسين الوظيفة التنفيذية وتقليل التأثير السلبي، مما يشير إلى وجود رابط محتمل بين الأداء المعرفي والاستقرار العاطفي بعد التدخلات.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41537-025-00720-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41530140
Publication Date: 2026-01-13
Author(s): Eisa Jafari et al.
Primary Topic: Transcranial Magnetic Stimulation Studies
Overview
This study investigates the cognitive and emotional effects of bilateral dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) stimulation in patients with schizophrenia, addressing the persistent cognitive deficits that often resist conventional treatments. A sham-controlled crossover design was employed, involving 36 male participants who underwent three sessions of either anodal transcranial direct current stimulation (tDCS), high-frequency transcranial random noise stimulation (tRNS), or sham stimulation, with assessments of executive functions and emotional states conducted pre- and post-intervention.
The findings indicate that both tDCS and tRNS significantly improved executive functions, particularly problem-solving abilities, when compared to the sham condition. Notably, tRNS also enhanced working memory accuracy and strategic performance. Emotional assessments revealed that both interventions increased positive affect and decreased negative affect, with tRNS demonstrating a more pronounced effect on positive emotions. Furthermore, a correlation was observed between reduced negative affect and improved executive functions during tRNS. The study concludes that bilateral DLPFC anodal tDCS and high-frequency tRNS may serve as promising adjunctive treatments for cognitive deficits in schizophrenia, with tRNS offering additional emotional benefits.
Introduction
The introduction of this research paper addresses schizophrenia, a chronic psychiatric disorder marked by a combination of positive symptoms (hallucinations, delusions), negative symptoms (amotivation, social withdrawal), and cognitive impairments (deficits in working memory and executive functions). The Global Burden of Disease Study ranks schizophrenia among the top 20 diseases in terms of disability, underscoring the critical impact of cognitive deficits on daily functioning and the challenges they pose for recovery. Conventional antipsychotic treatments often yield limited success, with a significant proportion of patients showing inadequate improvement, highlighting the urgent need for innovative therapeutic strategies, particularly targeting neurocognitive deficits.
The paper discusses the role of noninvasive brain stimulation techniques, specifically transcranial electrical stimulation (tES), including transcranial direct current stimulation (tDCS) and transcranial random noise stimulation (tRNS), as promising interventions for alleviating symptoms of schizophrenia. These techniques aim to modulate cortical excitability and restore the excitation/inhibition (E/I) balance disrupted in schizophrenia. The study proposes a novel approach by employing bilateral anodal tDCS and high-frequency tRNS targeting the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), a region implicated in cognitive and emotional regulation. The primary objective is to compare the cognitive and emotional effects of these two stimulation methods on patients with schizophrenia, hypothesizing that both will enhance working memory and executive function while improving positive affect and reducing negative affect. This research aims to fill a gap in the literature by exploring the effects of optimized tES protocols on cognitive deficits and emotional functioning in schizophrenia.
Methods
The Methods section outlines the experimental and analytical procedures employed in the study. It details the selection of participants, the design of the experiments, and the statistical techniques used for data analysis. The study utilized a randomized controlled trial framework, ensuring that participants were assigned to treatment and control groups to minimize bias. Key variables were measured using standardized instruments, and data were collected at multiple time points to assess changes over time.
Additionally, the section describes the mathematical models applied to interpret the results, including regression analyses to evaluate the relationships between variables. The significance of findings was determined using a threshold of p < 0.05, and effect sizes were calculated to assess the practical implications of the results. Overall, the methodological rigor ensures the reliability and validity of the findings presented in the study.
Discussion
In this study, the effects of bilateral dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) stimulation using transcranial direct current stimulation (tDCS) and high-frequency transcranial random noise stimulation (tRNS) were examined in male patients with schizophrenia. A randomized crossover design was employed, with participants undergoing three stimulation conditions: anodal tDCS, high-frequency tRNS, and sham stimulation. The results indicated that both active stimulation methods significantly improved executive functions, as evidenced by increased problem-solving scores and reduced errors in cognitive tasks compared to sham stimulation. Notably, tRNS demonstrated superior benefits in enhancing working memory strategies and reducing negative emotions, suggesting its potential as a more effective intervention for cognitive and emotional deficits in schizophrenia.
The study also highlighted the interplay between cognitive performance and emotional states, revealing that improvements in executive function correlated with reductions in negative affect, particularly following tRNS. This underscores the bidirectional relationship between cognition and emotion in schizophrenia, where enhanced cognitive function may alleviate emotional distress. Furthermore, the distinct mechanisms of tDCS and tRNS were discussed, with tRNS potentially offering broader cognitive benefits due to its ability to enhance neuronal synchronization and excitability. Overall, these findings advocate for the use of bilateral DLPFC stimulation as a promising adjunctive treatment for addressing both cognitive and emotional challenges in schizophrenia, warranting further investigation in larger clinical trials.
Limitations
The limitations of this study include the lack of neuroimaging or neurophysiological data, which could have provided deeper insights into the neurophysiological effects of the intervention. Future research is encouraged to incorporate additional cognitive assessments relevant to neurocognitive domains in schizophrenia, such as attentional functioning and social cognition, particularly after the intervention to better capture the effects of transcranial electrical stimulation (tES). The study’s exclusive focus on male participants may restrict the generalizability of the findings, highlighting the need for future studies to include both sexes and to explore potential differences in stimulation effects. Furthermore, while measures were taken to minimize practice effects, these remain a potential confound, and the implementation of unified sham protocols is recommended to enhance blinding efficacy.
Despite these limitations, the study’s strengths lie in its innovative approach to bilateral dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) stimulation using extracephalic return electrodes, which improves targeting specificity. The randomized, double-blind, crossover design effectively minimized individual differences, allowing for robust comparisons between tDCS, high-frequency transcranial random noise stimulation (tRNS), and sham conditions. Emotional states were assessed pre- and post-intervention, revealing that both tDCS and tRNS significantly reduced negative affect and increased positive affect. Additionally, correlations were observed between improved executive function and reduced negative affect, suggesting a potential link between cognitive performance and emotional stability following the interventions.