2) анод под влиянием другого анода
3) катод под влиянием анода (+)
4) анод под влиянием катода
При нейростимуляции локализацию наиболее выраженного возбуждающего воздействия определяет катод, находящийся под влиянием анода (+). Катод является отрицательным электродом и обычно служит активным стимулирующим контактом: в прилежащей нервной ткани снижается внеклеточный потенциал, возникает деполяризация мембраны, достигается порог генерации потенциала действия и активируются нервные волокна.
Анод замыкает электрическую цепь и формирует направление и распределение электрического поля между электродами. В области анода обычно развивается гиперполяризация, поэтому его непосредственный возбуждающий эффект выражен слабее; при высокой интенсивности стимуляции возможно формирование анодного блока проведения. В биполярной нейростимуляции анод также ограничивает распространение поля, однако точная зона активации зависит от расстояния между контактами, их площади, формы импульса, амплитуды и электрических свойств окружающих тканей.
Таким образом, клинически значимым ориентиром для локализации возбуждения является положение катода относительно анода. Изменение полярности контактов может сместить зону активации и изменить порог стимуляции, что используется при подборе параметров нейромодуляции и при интраоперационном электрофизиологическом мониторинге.
| Параметр | Катод | Анод | Практическое значение |
|---|---|---|---|
| Полярность | Отрицательный электрод (−) | Положительный электрод (+) | Полярность определяет направление тока и пространственное распределение поля |
| Основной эффект на мембрану | Деполяризация | Гиперполяризация | Под катодом обычно легче достигается порог возбуждения |
| Роль в стимуляции | Активный, преимущественно возбуждающий контакт | Возвратный и формирующий поле контакт | Наиболее выраженная зона активации обычно располагается вблизи катода |
| Порог возбуждения | Как правило, ниже для поверхностно расположенных аксонов | Как правило, выше из-за гиперполяризации | Используется при выборе амплитуды и длительности импульса |
| Влияние на проведение | Может инициировать потенциал действия | При сильной стимуляции способен вызвать анодный блок | Учитывается при интерпретации моторных и сенсорных ответов |
| Биполярная схема | Фокусирует возбуждение вблизи активного контакта | Ограничивает и направляет поле к катоду | Позволяет точнее локализовать стимулируемую структуру |
| Факторы, изменяющие локализацию | Геометрия контакта, амплитуда, длительность импульса | Межэлектродное расстояние и сопротивление тканей | Положение катода не является единственным фактором, определяющим распространение поля |
Катодная стимуляция преимущественно активирует аксоны, расположенные непосредственно под электродом или рядом с ним. При этом поле не ограничивается точкой контакта: оно распространяется в тканях с учетом их проводимости и анатомической конфигурации. Поэтому для селективной нейростимуляции оценивают не только полярность, но и геометрию электродов, параметры импульса и ответ нервной системы.