اثر تحریک الکتریکی فراجمجمه‌ای جریان مستقیم بر روی فعالیت های قشرمغز: مدل محاسباتی نورون-آستروسیت

تحریک الکتریکی جریان مستقیم فراجمجمه‌ای (tDCS) یک روش‌ غیرتهاجمی تحریک مغزی است که نسبت به سایر تکنیک‌های تنظیم فعالیت عصبی، مقرون‌به‌صرفه و دارای کارکرد ساده ای است. با وجود امید بخش بودن این روش در درمان مشکلات و بیماری-های عصب شناختی و ارتقا عملکردهای شناختی هنوز سازوکار دقیق نحوه اثرگذاری این تحریک زیر آستانه ای مشخص نشده است. شناخت این سازوکار از این لحاظ حائز اهمیت است که به طراحی پروتکل و سیستم مناسب جهت دستیابی به اثر مطلوب از تحریک الکتریکی مغز کمک می‌نماید. هدف این مقاله، شناخت این سازوکار با رویکرد مدلسازی نورونی است. از آنجا که نتایج برخی از تحقیقات فیزیولوژیکی نشان داده‌اند که در اثر tDCS، نوسانات ناگهانی کلسیم مربوط به سیگنالینگ کلسیم سلول آستروسیت در مغز بروز پیدا می‌کند، در مدل پیشنهادی، این سلول هم در کنار نورون‌های اصلی و نورون‌های میانی در نظر گرفته شده است. هدف این مدل، شبیه‌سازی اثر tDCS بر روی فعالیت قشری مربوط به پتانسیل پاسخ برانگیخته (ERP) و مقایسه آن با نتایج واقعی در مطالعات آزمایشگاهی گذشته بر روی موش صحرایی است. نتایج نشان می‌دهد که این مدل می‌تواند تمام شواهد مطالعات آزمایشگاهی را شبیه‌سازی کند در صورتی که مدل صرفا نورونی پیشنهاد شده در مطالعات گذشته نتوانست تمام شواهد را شبیه سازی نماید.