TRANSKRANIELL STIMULERING OCH FARMAKOLOGISK HJÄRNDOPING

(Senast reviderad 2026-05-08)

TRANSKRANIELL STIMULERING och FARMAKOLOGISK HJÄRNDOPING

Svenska Antidopingbiblioteket

INNEHÅLL

INTRODUKTION

Beskrivning av transkraniell elektrisk stimulering

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) är en metod som lanserats främst av japanska forskare för att rehabilitera patienter efter stroke och liknande samt vid depressiva tillstånd med mera. Metoden har också prövats för att förbättra prestationsförmågan i idrott, men resultaten i den vetenskapliga litteraturen är få och inte övertygande (cykling och skidflygning). Rent teoretiskt är det dock inte helt osannolikt att man genom att upprepad stimulera delar av hjärnbarken skulle kunna få exempelvis en ökad muskeltillväxt relaterat till den stimulerade hjärndelens muskelstyrning – forskningsresultaten ligger dock långt, långt ifrån den praktiska verklighet i vilken entusiastiska tränare redan prövar metoden.

I WADAs förbjudna lista står i versionen 2021 inget om metoden, och det finns inget som talar för att den kommer att tas upp i listan för 2022 heller.

Den här aktuella artikeln från april 2021 skall i första hand läsas på grund av översikten av forskningsresultaten om tDCS (eller kanske snarare avsaknaden av sådana när det gäller idrottsutövare).

Huvudämnet i artikeln är annars att Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) kan mätas i blodet på idrottsutövare som mätare på hjärnaktivitet, vilka har högre värden om BDNF mäts vid tävling än vid träning.

Praktik och antidopingsynpunkter på järn- och ryggmärgsstimulering

Elektroceutiska behandlingar definieras brett som apparater som terapeutiskt modulerar nervsystemet för att förbättra nedsatta funktioner (neuromodulation). Flera strategier för att förbättra funktioner hos personer med neurologiska sjukdomar (till exempel efter ryggmärgs-skador, cerebral pares, multipel sclerosis, multipel systematrofi och Parkinsons sjukdom) håller på att utvecklas. Ett sådant exempel är ett hjärn–datorgränssnitt (BCI), vilket innebär skapandet av en ”digital brygga” mellan kortikala och epidurala implantat med syftet att återställa rörelseförmåga. BCI-system har fått stort medialt intresse under de senaste åren, främst med fokus på Elon Musks Neuralink-enhet som framgångsrikt implanterats i två mänskliga deltagare inom ramen för en klinisk studie.

Att återställa förlorade funktioner genom sådana metoder kan inte bara bidra till förbättrad hälsorelaterad livskvalitet utan kan också få följdeffekter genom att förbättra fysiologiska reaktioner under fysisk aktivitet. Denna översiktsartikel undersöker hur elektroceutiska behandlingar, med särskilt fokus på ryggmärgsstimulering (SCS), kan göra det möjligt för personer med neurologiska sjukdomar att förbättra prestationsförmågan under träning och tävling. Beteckningen ”neurodoping” har hittills huvudsakligen uppmärksammats inom den bredare, icke-funktionsnedsatta befolkningen. Den kontroversiella användningen av tekniska hjälpmedel för prestationsförbättring har tidigare ifrågasatts (till exempel användning av högspecialiserade proteser som ger prestationsfördelar jämfört med andra idrottare.

Vad är ryggmärgsstimulering?

Forskningen kring SCS för behandling av sekundära komplikationer kopplade till neurolo-giska skador har utvecklats kraftigt under de senaste åren. SCS består huvudsakligen av två strategier: epidural och transkutan stimulering. Epidural SCS består av en implanterbar elektroduppsättning kopplad till en intern pulsgenerator som ger kontinuerlig elektrisk stimulering till ryggmärgen. Detta styrs vanligtvis via en användarvänlig handhållen program-meringsenhet eller mobilapp.

Transkutan SCS administreras däremot via elektroder på hudytan som är kopplade till en konstantströmsstimulator. Medan traditionella forskningsbaserade transkutana SCS-enheter har krävt en utbildad operatör, håller nyare enheter på att kommersialiseras med relativt lättanvända gränssnitt för slutanvändaren jämfört med tidigare teknik.

SCS har visat en anmärkningsvärd förbättring av motorisk–sensorisk funktion samt auto-noma kardiovaskulära funktioner i vila. Specifikt har förbättringar av hand- och armfunktioner (till exempel räckförmåga), bålstabilitet, sittställning samt aktivitet i bål- och ryggmuskulatur observerats hos personer med SCI som behandlats med SCS. Motoriska förbättringar med SCS har också visats vid andra neurologiska tillstånd.

När det gäller autonom kardiovaskulär funktion har forskning visat att aktivering av det sympatiska nervsystemets kretsar i de nedre thorakala segmenten (Th10–Th12), kända som den ”hemodynamiska hotspotten”, leder till en välkontrollerad, sluten baroreflexliknande ökning av blodtrycket. På senare tid har man genom en serie kliniska studier elegant visat att ett slutet epiduralt SCS-system kan utlösa kraftiga blodtryckshöjande svar för att motverka och behandla både hypotoni i vila och ortostatisk hypotoni hos personer med högre neurologiska nivåer av SCI.

Över tid ledde daglig användning av implantatet för att minska komplikationer kopplade till hypotoni till förbättrad hälsorelaterad livskvalitet och lindring av andra sekundära komplikationer (spasticitet, störd sömn och tarmdysfunktion). Med tanke på evidensen som visar att SCS effektivt kan modulera blodtrycket i vila är det därför inte förvånande att sådana förändringar även påverkar autonoma funktioner under fysisk aktivitet.

På grund av sin skada har idrottare med SCI ofta en benägenhet för lågt viloblodtryck och nedsatta fysiologiska svar vid ansträngning. Därför framkallar vissa idrottare medvetet autonom dysreflexi (så kallad ”boosting”) för att få en konkurrensfördel – en metod som är förbjuden av Internationella paralympiska kommittén (IPC). Framväxten av elektroceutika möjliggör dock en alternativ strategi för prestationshöjning som kan betraktas som orättvis om inte alla idrottare har lika tillgång.

Neurodoping, fair play och idrottares hälsa

Doping är ett betydande problem inom idrotten. Det finns en ständig oro för att vissa idrottare överskrider gränsen och använder förbjudna substanser och/eller metoder för att få en otillbörlig prestationsfördel under tävling. För att upprätthålla fair play och skydda idrottarnas hälsa måste personer som tävlar inom idrott följa WADA:s världsantidopingskod (WADC). När en substans eller metod väl anses förbjuden måste man därefter avgöra om den ska förbjudas både under tävling och träning, endast under tävling eller endast inom vissa idrotter. Alternativt kan WADA välja att placera sådana nya metoder i ett övervaknings-program tills ytterligare evidens bekräftar deras effekter.

Ett relativt nytt begrepp inom dopingsområdet är så kallad ”neurodoping”, vilket innebär användning av neuromodulering för att få en prestationsfördel inom idrott. Termen liknar ”teknodoping”, som är ett växande problem inom både paraidrott och icke-paraidrott och syftar på användning av teknologi för att förbättra prestation. Observera att även om både ”neurodoping” och ”teknodoping” innehåller ordet ”doping”, innebär detta inte automatiskt att dessa metoder hör till dopingsområdet när de används utanför sammanhanget att skapa en konkurrensfördel i tävling.

Majoriteten av diskussionerna kring om neurodopingsmetoder bör finnas på listan över förbjudna ämnen har hittills begränsats till deras användning hos icke-funktionsnedsatta idrottare, eftersom de kan förändra psykofysiologiska responser under träning och förbättra prestation. Forskning på icke-funktionsnedsatta idrottare har främst visat att transkraniell likströmsstimulering (tDCS) kan påverka motorisk funktion, kognitiv prestation eller upplevelsen av trötthet. Trots detta är tDCS och andra former av neuromodulering för närvarande inte förbjudna av WADA.

Ryggmärgsstimulering har potential att förbättra idrottsprestatioenn

Hos många personer med ryggmärgsskada (SCI), särskilt de med högre neurologiska skadenivåer (vid eller ovanför Th6), begränsas prestationsförmågan vid träning inte bara av motoriska funktionsnedsättningar såsom instabilitet i bålen och/eller nedsatt kontroll och spasticitet i överkroppens muskler, utan också av kardiovaskulär dysfunktion. Den senare yttrar sig vanligtvis som lägre viloblodtryck samt lägre maximal hjärtfrekvens, minskad slagvolym i vänster kammare och därmed minskad maximal hjärtminutvolym, vilket i slutändan begränsar aerob prestationsförmåga. Det bör betonas att många idrottare med SCI är predisponerade för instabilt blodtryck och ofta uppvisar hypotoni i vila, vilket försämrar deras förmåga att skapa en tillräcklig blodtrycksökning under aerob träning.

Utöver motoriska och kardiovaskulära begränsningar förvärrar även störd temperaturreg-lering dessa utmaningar. Personer med SCI har försämrad omfördelning av blodflöde till huden, lägre eller helt utebliven svettproduktion, störd temperaturuppfattning och komfort samt högre kroppskärntemperatur under träning jämfört med personer utan skada. Sådana störningar i kroppens viktiga värmeavgivningsmekanismer gör att personer med SCI löper större risk för tidigare uppkomst av ansträngningsutlöst värmestress och därmed försämrad prestation under långvariga tävlingar både i varma och tempererade miljöer.

Liknande kardiovaskulära funktionsnedsättningar, orsakade av onormal kontroll i det autonoma nervsystemet (ANS), rapporteras även vid andra neurologiska tillstånd (till exempel multipel skleros och muskeldystrofi), där träningsprestation begränsas genom minskat perfusionstryck och därmed otillräckligt blodflöde till arbetande muskler. För att övervinna dessa ANS-relaterade kardiovaskulära begränsningar som hämmar aerob prestationsförmåga kan vissa idrottare med högre neurologiska nivåer av SCI avsiktligt framkalla autonom dysreflexi (AD), känt som ”boosting”. Detta är en metod där (icke-)smärtsamma stimuli (t.ex. avsiktlig utspänning av urinblåsa eller tarm, nålstick, överdriven kompression av underkroppen, vridning och/eller sittande på pungen eller självförvållad skada) nedanför skadenivån framkallar ett sympatiskt nervsvar som höjer blodtrycket. Detta förändrar i sin tur kroppens fysiologiska svar på träning och förbättrar prestationen.

”Boosting” förbjöds ursprungligen av International Paralympic Committee (IPC) år 1994, främst på grund av de livshotande hälsokonsekvenser som är förknippade med att framkalla autonom dysreflexi (ökad risk för hjärthändelser, aneurysm, hjärnblödning, epileptiska anfall och dödsfall), men också på grund av forskning som visade dess prestationshöjande effekter. Därför kan vissa paraidrottare överväga alternativa prestationshöjande strategier för att framkalla liknande fysiologiska effekter utan att behöva skada sig själva.

SCS har visat sig vara en lovande strategi för att hantera dessa fysiologiska begränsningar och därigenom förbättra prestationsförmågan. En fallstudie på en individ med kronisk tetraplegi visade att epidural SCS ökade blodtrycket (BP) och syrepulsen (en surrogatmarkör för slagvolym), vilket ökade maximal syreupptagningsförmåga (V̇O2peak) med upp till 26 procent under ett graderat armcykelergometertest. På liknande sätt fann en fallserie att både epidural och transkutan SCS modulerade kardiovaskulära svar i vila och förbättrade prestationsförmågan vid submaximalt arbete på armcykel. Båda formerna av SCS förlängde tiden till utmattning avsevärt, där SCS gjorde det möjligt för deltagarna att träna upp till 19 minuter längre vid samma effektuttag jämfört med en session med placebo-SCS. Detta motsvarade en genomsnittlig prestationsförbättring på 48 procent (intervall 32–80 %). Delta-garnas upplevda ansträngning tenderade dessutom att vara lägre under samtliga tränings-försök med SCS jämfört med placebo-SCS. Anmärkningsvärt nog hade en deltagare som fick transkutan SCS en VO2peak i nivå med elitidrottare med ryggmärgsskada (SCI), vilket belyser potentialen för idrottare att modulera sina fysiologiska responser och förbättra sina prestationer genom användning av elektroceutiska behandlingar.

SCS erbjuder också ytterligare potentiella fördelar. Självrapporterade förbättringar i tempera-turreglering vid användning av SCS har noterats, vilket kan ha betydelse för hantering av värmestress under prestationer. SCS applicerad över den cervikala delen av ryggmärgen har visat förbättringar i motorisk funktion i övre extremiteterna, vilket kan vara användbart för paraidrottare som kräver finmotoriska färdigheter (till exempel rullstolsbasket eller rullstols-rugby). SCS kan också minska spasticitet. En studie på två paraplegiska simmare visade att transkutan SCS, i kombination med funktionell elektrisk stimulering (FES) av nedre extremi-teterna, eliminerade spasticitet i benen i upp till fyra timmar efter avslutad session. Båda deltagarna rapporterade att simning med stimulansstöd var bekväm och angenäm, och att de gärna skulle använda en sådan utrustning för framtida rekreationsträning och rehabilitering. Det är också värt att notera att kombinationen av transkutan SCS och FES under en längre träningsperiod förbättrade varvtiderna jämfört med simning med enbart FES.

Även om forskningen kring SCS prestationshöjande effekter fortfarande är under utveckling, är det viktigt att notera att reglering kan ske även utan stark evidensnivå, det vill säga rando-miserade kontrollerade studier (RCT). Sammantaget understryker dessa prejudikat att idrottsorganisationer, såsom IPC och WADA, historiskt har förlitat sig på fysiologisk rimlighet, hälsorisker, data från enskilda fall och rättviseaspekter, snarare än att invänta avgörande RCT-data när nya substanser och teknologier regleras. Därför är ett proaktivt förhållningssätt till framväxten av elektroceutiska behandlingar och det hot de kan utgöra för parasport en aktuell och viktig fråga.

Ryggmärgsstimulering utgör en potentiell hälsorisk för idrottaren

På samma sätt som vid boosting finns det anledning att överväga hur elektroceutiska behandlingar kan vara farliga. Trots över 70 års data som stödjer säkerheten hos epidural ryggmärgsstimulering (SCS) för patienter med kronisk smärta, har individer med neurolo-giska tillstånd unika samsjukligheter (skelettmuskelatrofi, osteoporos, ökad risk för infek-tioner, fall och frakturer) som kan bidra till ett annorlunda spektrum av möjliga biverkningar och negativa händelser. Dessutom varierar den dagliga dosen av stimulering som ges via epidural SCS för att framkalla funktionella förändringar hos individer med ryggmärgsskada (SCI) kraftigt, beroende på individens preferenser och skadans heterogenitet, och är betydligt högre än den som används för patienter med smärta.

En nyligen genomförd översikt rapporterade att ungefär en fjärdedel av de unika studier som använde antingen invasiv eller icke-invasiv SCS rapporterade en eller flera negativa händelser hos individer med SCI, och att risker och säkerhet generellt rapporterades bristfälligt i litteraturen. Viktigt är också frågan om idrottare som använder SCS skulle kunna skada sig själva (liknande boosting) genom att använda teknologin utöver rekommenderade nivåer och utan övervakning. Det finns även evidens för att SCS kan leda till episoder av autonom dysreflexi (AD).

Felaktig användning av elektroceutiska behandlingar utanför deras testade kapacitet i klinisk forskning kan leda till oförutsedda säkerhetsproblem. Trots detta tyder preliminära data på att båda formerna av SCS är säkra när de används i noggrant övervakade kliniska studier på individer med SCI. När SCS administreras i forskningsstudier kan behandlingen behandla eller förebygga episoder av AD eller hypotension och därmed minska effekten av dessa skadliga sekundära tillstånd snarare än att förvärra dem. En viktig skillnad är att SCS i forskningsstudier leder till en säker normalisering av blodtrycket, till skillnad från ”boosting”, som orsakar en okontrollerbar och ofta oförutsägbar höjning av blodtrycket.

Det finns också flera andra okända säkerhetsaspekter kring implanterbara elektroceutiska behandlingar hos paraidrottare. Till exempel kan kollisioner under evenemang såsom rullstolsrugby eller rullstolsbasket orsaka att elektroder förskjuts eller att hårdvaran skadas, vilket kan kräva ytterligare invasiv korrigerande kirurgi. En annan framväxande oro är potentiella cybersäkerhetssårbarheter, där elektroceutiska system skulle kunna hackas eller utnyttjas.

Dessa överväganden uppfyller tydligt det breda spektrum av kriterier för idrottares hälsa som anges i IPC:s medicinska kod, vilket understryker behovet av riktlinjer och forskning för att säkerställa säker hantering av SCS i idrottssammanhang, särskilt på elitnivå (Paralympics).

Ryggmärgsstimulering kan strida mot idrottens anda

En av de mest grundläggande överträdelserna mot idrottens anda är kanske att individer som använder elektroceutiska behandlingar kan få en orättvis konkurrensfördel jämfört med dem som inte gör det. Detta hotar centrala värden inom idrottens anda, såsom ”respekt för sig själv och andra deltagare”, ”gemenskap och solidaritet”, ”etik, fair play och ärlighet” samt ”karaktär och utbildning.”

Föreställ dig en situation där en idrottare precis missar en medaljplacering till någon som har använt en elektroceutisk behandling för att skaffa sig en fördel. Detta skulle tydligt skada integriteten i fair play och utmana det som kriteriet om idrottens anda är avsett att skydda. Denna oro skulle förstärkas ytterligare om tillgången till elektroceutiska behandlingar avgjordes av ekonomiska resurser, vilket potentiellt missgynnar idrottare från låginkomstbakgrund och därmed väcker frågor om jämlikhet.

Etiska överväganden

Elektroceutiska behandlingar, särskilt ryggmärgsstimulering (SCS), har således potential att förbättra prestation inom parasport och påverka klassificering, och omfattas därför av flera av International Paralympic Committee:s (IPC) regelverk (IPC:s antidopingskod, klassificeringskod, medicinska kod och policy för sportutrustning).

Evidens tyder på att SCS uppfyller kraven för att WADA ska överväga dess plats på listan över förbjudna metoder, eftersom den uppfyller minst två – och möjligen alla tre – av följande kriterier:

den har potential att förbättra eller faktiskt förbättrar idrottsprestation

den kan innebära en hälsorisk för idrottaren vid felaktig användning

den kan strida mot idrottens anda.

Akut och långvarig användning av SCS kan också leda till förändringar i klassificering samt öka möjligheterna för idrottare att medvetet vilseleda, vilket väcker ytterligare oro för IPC. Den ökande tillgången till elektroceutika (till exempel via deltagande i kliniska studier eller implantation genom privat vård) ökar mer än någonsin sannolikheten att en idrottare använder SCS för att skaffa sig en otillbörlig fördel inom parasport. För närvarande har WADA och IPC inte erkänt den potentiella påverkan som elektroceutika kan ha inom parasport. Man kan argumentera för att användningen av SCS uppfyller kriterierna för att tas upp på WADA:s lista över förbjudna metoder (eller åtminstone övervakas), eftersom SCS sammantaget: kan förbättra idrottsprestation, innebär en potentiell hälsorisk vid felanvändning och kan strida mot idrottens anda.

Vi föreslår flera åtgärder för IPC och WADA för att ligga steget före den kommande använd-ningen av elektroceutiska behandlingar hos paraidrottare:

kräva att idrottare deklarerar om de har en elektroceutisk behandling och om de kommer att använda den under tävling,

utveckla riktlinjer för övervakning av användning av elektroceutiska behandlingar omedelbart före och under tävling,

övervaka långvarig användning för att bedöma om idrottare har genomgått en period av neuroplasticitet där förbättrad funktion (genom användning av SCS för att förstärka träningsanpassningar) kan motivera tätare omklassificeringar

redan nu börja utbilda paraidrottare och stödpersonal så att de är medvetna om de etiska och praktiska konsekvenserna av elektroceutiska behandlingar inför framtida införande av regleringar.

FYSIOLOGI

Transkraniell växelströmsstimulering (tACS) som prestationshöjande

Sambandet mellan idrottsprestationer och kognitiv funktion har fått stor uppmärksamhet på senare år, och framsteg inom neurovetenskap har möjliggjort en djupare förståelse för detta samband. Många studier har bekräftat att förbättrad kognitiv funktion bidrar till bättre idrottsprestationer.

Idag är hjärnans neuroregleringsteknik en viktig metod för att förbättra kognitiva funktioner Transkraniell elektrisk stimulering (TES) är en teknik för hjärnreglering som använder låga strömmar för att stimulera specifika områden i hjärnan och förbättra kognitiva funktioner. TES inkluderar både transkraniell likströmsstimulering (transcranial Direct Current Stimulation, tDCS) och transkraniell växelströmsstimulering (transcranial Alternating Current Stimulation, tACS). tDCS har uppvisat goda resultat inom träning och rehabilitering. tDCS har visat goda resultat inom träning och rehabilitering, medan tACS kan inducera mer bestående synaptiska förändringar genom frekvensoscillationer och topp-tidsplasticitet, vilket leder till längre varaktighet av effekterna. Dessutom, på grund av dess bipolära strömmar, är tACS förknippat med färre biverkningar och har därför väckt stort intresse.

Tillämpning på idrott och kognition

Kognitiv funktion, som inkluderar arbetsminne, inlärningsförmåga, motoriska beslut och visuospatiala färdigheter, är central för idrottsprestationer. Komplexa idrottsscenarion kräver hög kognitiv inblandning för att hantera förändringar, analysera tekniker och fatta beslut under press. Detta ökar den kognitiva belastningen, inklusive arbetsminne och besluts-fattande. Långvarig kognitiv belastning kan leda till trötthet, vilket påverkar prestation och kan öka risken för skador. Studier har visat att arbetsminne, inlärningsförmåga och motoriska beslut är nära kopplade till idrottsprestationer, Sammanfattningsvis framstår tACS som en lovande teknik för att förbättra kognitiva och motoriska funktioner, men vidare forskning och tydliga riktlinjer är avgörande för att säkerställa dess effektiva och säkra tillämpning inom idrotten.

Arbetsminne och idrottsprestationer

Arbetsminne är grunden för andra högre kognitiva funktioner, och nästan alla kognitiva processer, som motoriskt lärande och beslutsfattande, bygger på arbetsminne. Vid inlärning av motoriska färdigheter bidrar ett starkare arbetsminne och bättre motoriskt lärande till snabbare färdighetsutveckling, högre grad av automatisering och bättre idrottsprestationer. För idrottstävlingar med komplexa scenarier krävs högre nivåer av motoriskt beslutsfattande för att förbättra prestationerna. Framstående idrottare har ofta förmågan att fatta snabba beslut för att anpassa sig till förändringar i tävlingssituationen. Korrekt beslutsfattande minskar felrisker, underlättar effektiv taktisk genomföring och hjälper idrottare att utnyttja sina tekniska och fysiska styrkor för att förbättra sina prestationer och tävlingsresultat. Effekterna av tACS inom kognitionsområdet är dock blandade, vilket understryker behovet av vetenskapligt utformade tillämpningsparadigm för att vägleda användningen av tACS och därigenom förbättra idrottsprestationerna.

Översikt över transkraniell växelströmsstimulering (tACS)

tACS stimulerar hjärnbarken genom att tillföra sinusformade växelströmmar av olika frekven-ser, där spänningen växlar från positiv till negativ varje halv cykel. Strömmen flödar från anod till katod under en halv cykel och i motsatt riktning under nästa halv cykel. Kliniskt används olika frekvenser av ström för att reglera hjärnoscillationer och inducera hjärnans funktioner. Vanliga stimuleringsfrekvenser för tACS är 6,5, 10, 20, 40, 50 och 70 Hz.

Stimuleringslängden är oftast mellan 20 och 30 minuter, och elektrodens yta är vanligtvis 16, 25 eller 35 cm². Strömmens topp-till-topp-intensitet är generellt mellan 0,5 mA och 2 mA

tACS stimulerar hjärnbarken genom sinusformad växelström, och dess verkningsmekanism kan delas in i följande:

exogena oscillationer inducerar endogena oscillationer i hjärnan

inducerar synaptisk plasticitet för att reglera hjärnfunktionen

tACS reglerar endogena hjärnoscillationer på ett frekvensspecifikt sätt genom att tillämpa en specifik frekvens av ström på hjärnbarken och förändrar membranpoten-tialen i dendriter eller axoner på ett oscillerande sätt. Denna oscillation kan interagera med naturliga oscillationer i den avlägsna hjärnbarken, vilket slutligen triggar excitationen av hjärnneuroner

tACS kan sända strömfrekvenser relaterade till kognitiv funktion och därigenom påverka kognitiv förmåga. Att applicera tACS-stimulering något högre eller lägre än den inneboende frekvensen i hjärnregioner kan påskynda eller bromsa de innebo-ende oscillationerna.

Under de senaste åren har tACS fått ökad uppmärksamhet på grund av sina växelströms-karaktäristika och säkerhet. Forskning om tACS har mestadels fokuserat på att främja motoriska färdigheter och kognitiv reglering. Det har dock påpekats att kognitiva funktioner huvudsakligen omfattar uppmärksamhet, arbetsminne, exekutiv förmåga, beslutsfattande och förmåga att hantera flera uppgifter samtidigt. Klinisk forskning visade emellertid att arbetsminne, motorisk inlärning och beslutsfattande är starkt korrelerade med motorisk prestation, vilket är en av förutsättningarna för att påverka motorisk prestation. Kognitiva funktioners komplexitet är hög, och individuella skillnader är betydande. Därför förekommer ofta skillnader i resultat när tACS används för att påverka kognitiv funktion.

Effekter av transkraniell växelströmsstimulering på arbetsminnet

Studien fann att tACS kan förbättra arbetsminnet hos friska individer. Dock är valet av frekvens specifikt. Jämfört med en frekvens på 7 Hz kan en frekvens på 4 Hz bättre förbättra arbetsminnesnivåerna. Anledningen är att effekten av tACS på arbetsminnet sprids längs hjärnnätverket. När den inducerade frekvensen från tACS matchar den endogena rytmen blir synkroniseringseffekten bättre. Theta-oscillation fungerar som en grindmekanism i arbets-minnet och skapar optimala neurala förhållanden för specifik bearbetning. Man har funnit att oscillationsfrekvensen 4 Hz ligger närmare människohjärnans theta-frekvens. Därför har en frekvens på 4 Hz en betydande påverkan på individers arbetsminne.

För närvarande är sambandet mellan gamma-band tACS (transkraniell växelströmsstimu-lering) och hjärnans tillstånd vid stimulering oklart. De flesta forskare anser att effekten av tACS-stimulering på arbetsminne påverkas av hjärnans tillstånd vid stimuleringstillfället. När hjärnan befinner sig i ett tillstånd av hög kognitiv belastning är stimuleringseffekten av gamma-bandet signifikant, men det finns risk för ett “tak-effekt.” Höga krav på arbetsminnet är ofta förknippade med starka fronto-parietala kopplingar, och synkron tACS-stimulering kan förstärka hela hjärnnätverket, vilket därmed förbättrar arbetsminnesnivåer. När arbetsminnet är under hög kognitiv belastning fungerar gamma-tACS bättre, och den huvudsakliga förbättringen är arbetsminnesnoggrannheten.

Påverkan av transkraniell växelströmsstimulering på inlärningsförmåga

tACS kan reglera neural aktivitet genom oscillerande strömmar och förbättra motorisk inlärning. Synkron oscillerande aktivitet vid alfa-frekvenser (8–12 Hz) och beta-frekvenser (13–30 Hz) tros främja neuronal plasticitet och därmed förbättra motorisk inlärningsförmåga.

Man har funnit att tACS-stimulering vid alfa-frekvensen (10 Hz) har en positiv effekt på motorisk sekvensinlärning, men endast när den appliceras på parietalloben. Detta liknar tidigare resultat, som visade att tACS-stimulering vid 10 Hz signifikant främjar implicit motorisk sekvensinlärning. Vidare forskning har visat att tACS-stimulering i beta-bandet (20 Hz) förbättrar inlärningsstabilitet och är mindre känslig för störningar, vilket också stämmer överens med tidigare resultat.

Sammanfattningsvis finns det bevis för att hjärnregionerna som förbättrar motorisk inlärningsförmåga oftast är M1 eller frontala cortex. tACS-stimulering i alfa-, beta- och gamma-band har positiva effekter på motorisk inlärning:

omega-tACS i frontala cortex förbättrar förmågan till regelinlärning men kan samtidigt störa tillämpningen av regler

beta-tACS har den mest stabila effekten på motorisk inlärning

gamma-tACS har en längre varaktighetseffekt på motorisk inlärning, men deltagarnas endogena oscillerande hjärntillstånd kan påverka interventionsresultaten

Påverkan av transkraniell växelströmsstimulering på beslutsförmåga

Man har funnit att tACS-stimulering av frontala hjärnområden kan förbättra förmågan att fatta beslut i idrottsrelaterade sammanhang. Vid omega-tACS-stimulering av vänstra prefrontala cortex minskade deltagarnas risktagande beteende i en studie, vilket kan bero på att deras experimentella paradigm (en speluppgift) undvek impulser relaterade till förlust och aversion.

Beslutsfattandeprocessen involverar flera hjärnregioner, inklusive frontalloben, parietalloben, insula, nucleus caudatus, amygdala och främre cingulum. Frontalloben spelar en avgörande roll i beslutsfattande. Det är visat ett samband mellan prefrontala cortex (PFC) och benägenheten att frivilligt ta större risker. Studien antyder att PFC har en central roll i att reglera den aktiva kontrollen av risktagande beslut. Vidare forskning har funnit att i beslutsfattande sammanhang anses aktivering av höger prefrontal cortex vara kopplad till undvikande beslutsbeteende, medan aktivering av vänster PFC främjar beslutsfattande beteende- Det kan finnas skillnader i individens vilotillstånd i frontalloben, vilket kan påverka en av de viktiga faktorerna för beslutsfattande beteende. Därför bör det första steget vid användning av tACS för intervention vara att genomföra EEG-testning för att utesluta individuella skillnader i vilotillstånd för asymmetri i frontalloben.

Sammanfattningsvis visas att stimulering av vänstra frontalloben med tACS är ett viktigt område för att förbättra beslutsfattandeförmågan, och theta-frekvensbandet är ett viktigt frekvensband för att stimulera aktivering av frontalloben. Dock påverkar även asymmetri i frontalloben och skillnader i vilotillstånd beslutsfattande beteende.

Påverkan av kognitiva funktioner på idrottsprestationer

Arbetsminne är förmågan att tillfälligt lagra, tillägna sig och bearbeta information i hjärnan för att uppnå högre kognitiva funktioner. Det är grunden för lärande och beslutsfattande och alla idrottsfärdigheter och prestationer utvecklas baserat på arbetsminnet. Därför är arbetsminnet avgörande för rörelse. Frontalloben och parietalloben är de huvudsakliga funktionella områ-dena för arbetsminnesuppgifter. Den exekutiva funktionen är relaterad till frontalloben, medan lagringen av arbetsminnet är relaterad till parietalloben. När individer utför komplexa uppgifter är arbetsminnets lagringskapacitet avgörande för uppgiftens genomförande, som vid basket och fotboll; för enklare uppgifter är kontrollen dominerande, som vid höjdhopp och längdhopp.

I tävlingsidrott kan fenomen relaterade till arbetsminnet, såsom choking (kvävning) och stereotype threat, påverka idrottsprestationer. Fenomenet choking förbrukar kognitiva resurser, minskar arbetsminnets kapacitet och försämrar idrottsprestationer. Stereotyper liknar choking, vilket kan få individer att fokusera om på vältränade sensorimotoriska färdigheter, vilket stör deras automatiska utförande och minskar arbetsminnets kapacitet, vilket leder till sämre prestationer. Idrottare med lägre arbetsminneskapacitet är mer benägna att uppleva minskad noggrannhet, dåliga beslut eller choking under stressförhållanden. Arbetsminnet i sig kan fluktuera beroende på situationsstress, vilket kan påverka besluts-fattandets kvalitet och därmed prestationsresultaten. Man har funnit att elitbasketspelare är bättre på att koncentrera sig på beslutsfattande uppgifter medan de ignorerar distraktioner, och de fick högre poäng på tester för arbetsminneskapacitet. Ett annat sätt som arbets-minnet påverkar prestation är genom uppmärksamhetskontroll. Jämfört med spelare med lägre arbetsminneskapacitet är de med högre kapacitet bättre på att fokusera uppmärk-samheten och fatta välgrundade beslut i vardagen.

Genom forskning på ishockeyspelare har man funnit att arbetsminneskapacitet kan förutsäga i vilken grad spelarna justerar sitt beslutsfattande beteende baserat på verkliga scenarier. Forskning har visat att ishockeyspelare med hög arbetsminneskapacitet är kapabla att självständigt justera olämpliga anfallsplaner och följer vanligtvis inte blint förutbestämd taktisk vägledning. Genom regressionsforskning ar man förstått att arbetsminnet kan fungera som en prediktor för volleybollprestation, där högre nivåer av arbetsminnet indikerar bättre volleybollprestation. Individer med mindre arbetsminneskapacitet är mer benägna att uppleva ångest och uppmärksamhetsstörningar i stressiga miljöer, vilket påverkar idrottspresta-tionerna på fältet. Resultaten från denna studie tyder på att arbetsminneskapacitet inte bara kan förutsäga en individs förmåga att kontrollera uppmärksamheten väl, utan även förutsäga idrottare som kan misslyckas under hög stress. Påverkan av arbetsminnet på idrottspresta-tioner återspeglas också i träningsstadiet. Tränare ger ofta specifika instruktioner under träning eller tävling, och vägleder idrottare att komma in i ett förberett tillstånd för träning, vilket hjälper idrottare att minska komplexiteten i beslutsfattandet. Detta tillvägagångssätt förbättrar idrottsprestationer genom att styra deras uppmärksamhet på ett riktat sätt.

Jämfört med projekt med högre nivåer av automatisering, är taktiskt beslutsfattande inom idrott mer beroende av arbetsminnet. Det finns ett positivt samband mellan arbetsminne och prestation hos fotbollsspelare, och en högre nivå av arbetsminne kan förbättra fotbolls-spelarnas prestation. När den kognitiva belastningen är låg, har individer en större förmåga att mobilisera och kontrollera kognitiva resurser, förbättra arbetsminnets effektivitet och skapa möjligheter för idrottare att prestera exceptionellt bra. Å andra sidan kommer det att försvaga arbetsminnets effektivitet och leda till onormala motoriska prestationer. Därför är det fördelaktigt att förbättra arbetsminnesförmågan med tACS för att förbättra idrottsprestationer.

Påverkan av inlärningsförmåga på idrottsprestationer

Inlärningsförmåga är en viktig komponent i kognitiv förmåga och det huvudsakliga sättet att tillägna sig motoriska färdigheter. Inlärningsförmåga hjälper till att konsolidera motoriskt minne, minska den uppmärksamhet som krävs under träning, göra rörelsen mer automatiserad, förbättra rörelsens ekonomi och i idrott manifesterar det sig som förmågan att snabbt tillägna sig motoriska färdigheter och förkorta anpassningscykeln.

Det har hävdats att inlärning och tidig konsolidering av motoriska färdigheter kräver involvering av motorisk inlärning. Genom att använda tDCS för att stimulera M1-området i hjärnan kan man avsevärt förbättra prestationsnivån i motorisk inlärning och främja förvärv och bibehållande av motoriska färdigheter. Högre inlärningsförmåga kan uppmuntra idrottare att bättre tillägna sig idrottsfärdigheter genom observation, imitation och analys, och de kan snabbt nå den autonoma fasen av att bemästra idrottsfärdigheter, minska den kognitiva belastningen under träning och därmed förbättra idrottsprestationer. Professionella idrottare med starkare inlärningsförmåga slutförde bättre spårningsuppgifter när de utförde flerobjektsspårningsuppgifter. Å andra sidan anser vissa forskare att förbättrad inlärnings-förmåga kan hjälpa idrottare att bättre hantera känslor och stress, förbättra självtillit, öka deras självförtroende när de genomför handlingar, effektivt minska negativ emotionell påverkan och slutligen förbättra idrottsprestationerna-

Det finns ett samband mellan arbetsminne och inlärning av nya färdigheter. Nyare forskning har börjat undersöka arbetsminnets roll i motorisk inlärning och funnit att arbetsminnes-kapacitet kan förutsäga inlärningsresultat i kategoriseringsuppgifter och förmågan att lösa matematiska problem. Arbetsminnet spelar en roll både i visuo-motorisk anpassning och motorisk sekvensinlärning, särskilt i de tidiga stadierna av inlärning. Större arbetsminnes-kapacitet leder till starkare inlärningsförmåga, vilket i sin tur avsevärt förbättrar idrottsprestationer.

Påverkan av beslutsförmåga på idrottsprestationer

Beslutsfattande är en kognitiv process att göra val mellan två eller fler alternativ. Idrotts-beslutsfattande är ett avancerat stadium av kognitiv bearbetning för idrottare, vilket är en mer omfattande förmåga jämfört med arbetsminne och inlärningsförmåga. Därför kräver beslutsfattande deltagande från fler hjärnregioner, vilket är mycket vanligt i sporter som fotboll, basket, volleyboll med mera, där samarbete mellan flera personer krävs.

Kort beslutsfattandetid är ett kännetecken för idrottsarenan, särskilt i tävlingsidrott. För komplexa och öppna sporter påverkar nivån på idrottsbeslutsfattandet direkt idrottarnas prestationer när det gäller tekniska färdigheter och idrottsprestationer. På idrottsarenan integrerar idrottare omedelbart sin egen och motståndarens situationsinformation, utför höghastighets och effektiv bearbetning och gör snabbt bedömningar. Idrottare med högre beslutsförmåga kan snabbt och exakt fatta bedömningar och beslut om aktuella uppgifter, undvika choking-effekter och bibehålla eller till och med förbättra idrottsprestationerna. Omvänt kan felaktiga idrottsbeslut leda till att fel taktiker eller tekniker väljs, vilket direkt leder till en nedgång i idrottsprestationerna och till och med påverkar resultatet av tävlingen. I högnivå tävlingshändelser beror tävlingens utfall inte på idrottsfärdigheter, utan på idrottar-nas val av färdigheter och taktik. Elitidrottare uppvisar både exakt och rationellt besluts-fattande eftersom de har en rimlig kognitiv struktur gentemot idrottsscenarier, och de kan effektivt tilldela uppmärksamhetsresurser baserat på sina kognitiva.

Vissa forskare tror att skillnader i idrottsprestationer bland elitidrottare orsakas av skillnader i informationsval och beslutsfattande. Andra anser till och med att det finns ett positivt samband mellan idrottsprestation och idrottsbeslutsfattande. Idrottare med högre beslutsfattande förmåga inom idrott bearbetar information snabbare, och ju högre hastighet på beslutsfattandet, desto högre nivå av idrottsprestation. När beslutsfattande förmåga minskar, minskar noggrannheten i beslutsfattandet, och beslutstiden blir längre, vilket leder till försämrad idrottsprestation. Därför kan nivån på idrottsbeslutsfattande till viss del skilja mellan idrottarens nivå. I fotbollsmatcher avgör nivån på idrottens beslutsfattande den övre gränsen för en idrottares nivå på samma tekniska nivå. Idrottsbeslutsfattande förmåga gör det möjligt för idrottare att göra de bästa valen vid bedömning av potentiella risker och fördelar, vilket minskar risken för idrottsfel på grund av blint beslutsfattande. I en studie i fotboll fann man att bra idrottsbeslutsfattande är relaterat till idrottarens exakta bedömning av bollens bana och förmåga att fånga bollen, samt idrottarens förmåga att välja bästa pass-ningstid och placera lagkamrater i bästa läge för att göra mål. Det är viktigt för fotbollspelares prestation, och när beslutsfattande förmåga minskar kan det påverka spelarens beslut om att träffa rätt mål. Beslutsfattandets hastighet i komplexa taktiker kan förbättras genom träning, och beslutsfattandets hastighet är också en indikator på idrottsfärdigheter. När sömnbrist leder till minskad hastighet på idrottsbeslutsfattandet, minskar också basketspelares prestation. Den ovanstående forskningen visar att idrottsbeslutsfattande inte bara påverkar individuell idrottsprestation utan även gruppträningens prestation. Därför är det fördelaktigt att förbättra idrottsbeslutsfattande för att förbättra träningsprestationer.

Således kan arbetsminneskapacitet spela en positiv roll i idrottsbeslutsfattande. Vissa forskningsresultat skiljer sig dock från det ovanstående. Till exempel är idrottare benägna att uppleva “choking” vid kritiska ögonblick i en tävling, vilket huvudsakligen påverkas av arbetsminnets kapacitet. Idrottare med högre arbetsminne är ofta mer benägna att prestera dåligt i tävlingar. En möjlig förklaring till detta fenomen är att idrottare med högre arbetsminne tenderar att använda arbetsminnessystemet när de löser problem under tävlingen. När stress och ångest från tävlingen stör arbetsminnessystemets normala funktion kan det orsaka ett plötsligt fall i idrottarens beslutsfattande förmåga, vilket slutligen leder till en nedgång i idrottsprestation. De ovanstående studierna indikerar alla att förbättring av idrottsbesluts-fattande kan förbättra idrottsprestationer. Med det ökande erkännandet och stödet från tränare och idrottare för tanken om att “tävling kräver kognitiv förmåga”, har hur man kan använda tACS för att förbättra kognition blivit en gemensam oro för forskare, tränare och idrottare.

Utveckling av interventionsplaner för tACS

I praktiska tillämpningar har det visat sig att interventionsresultatet för tACS på kognition uppvisar hög variabilitet, där stimulusfrekvens, stimulusplats, stimulusintensitet, stimulustid och idrottarens tillstånd är viktiga faktorer som påverkar interventionsresultatet. Dock har interventionsplanen för tACS ännu inte standardiserats, och det finns skillnader i interven-tionsplaner för olika kognitiva funktioner. Därför kan det hjälpa att tydliggöra de bestånds-delar som ingår i tACS interventionsplanen och dess påverkan på kognitiva funktioner för att utveckla en mer finjusterad tACS interventionsplan, vilket i sin tur förbättrar säkerhetsfaktorn och tillämpningseffekten av tACS.

StimulusfrekvensTill skillnad från andra TES (transkraniell elektrisk stimulering) reglerar tACS hjärnvågor genom en unik strömfrekvens, och hjärnvågor av olika frekvenser är nära relaterade till kognitiva funktioner. Därför kan tACS strömfrekvensen påverka kognitiva funktioner avsevärt.De kognitiva funktionerna som påverkas av olika stimulusfrekvenser varierar, och det finns fem vanligt använda tACS-stimuleringsfrekvenser, där deltafrekvensområdet är 0–4 Hz, thetafrekvensområdet är 4–7 Hz, alfafrekvensområdet är 8–13 Hz, betafrekvensområdet är 13–30 Hz och gammafrekvensområdet är 30–80 Hz.

Forskning har funnit att tACS-stimulering vid olika frekvenser kan påverka olika kognitiva funktioner, thetafrekvensstimulering är främst relaterad till arbetsminnet, positionen för theta-oscillationerna i parietalloben kan förbättra arbetsminnets prestanda, alfafrekvensstimuli är främst kopplade till exekutiv funktion, visuell uppmärksamhet och minnesprocesser. betafrekvensstimulering är relaterad till uppmärksamhet, arbetsminne och exekutiv kontroll och gammafrekvensstimulering är relaterad till bearbetning av indata, arbetsminne och situationsminne. Genom att analysera de ovanstående studierna har det funnits att de flesta tACS-frekvenser kan påverka arbetsminnet, troligen på grund av arbetsminnets breda band, och flera tACS-frekvenser kan orsaka oscillationer i arbetsminnets band.

Vidare forskning har visat att olika frekvenser av tACS även kan påverka samma kognitiva funktion, till exempel har vissa forskare föreslagit att betastimulering kan främja både motoriskt lärande och exekutiv funktion, alfastimulering kan också hämma exekutiv funktion.

Samma frekvensband kan också ha olika effekter på samma kognitiva funktion. Man har funnit att även om de alla tillhör samma kategori, kan thetafrekvenser inom bandet ha olika effekter på kognitiva funktioner. 4 Hz kan fördjupa arbetsminnet, medan 7 Hz inte kan-

Stimulerande effekten av tACS påverkas av individens status. På grund av den neurala oscillationseffekten från input påverkar även den endogena statusen för individens hjärna i stor grad interventionsresultatet av tACS. När tACS används inom thetafrekvensbandet för stimulering förbättras inte alltid en individs arbetsminnesförmåga.

Hjärnvågaktivitet är ett periodiskt dynamiskt system som har en optimal resonansfrekvens. När frekvensen på externa stimuli når eller närmar sig hjärnans nätverksresonansfrekvens är den reglerande effekten på neuroner som starkast. Därför är många forskare engagerade i att hitta personliga tACS-frekvenser baserade på individens endogena oscillationsfrekvens för att öka den reglerande effekten på kognitiva funktioner.

FasBland de faktorer som påverkar effektiviteten av tACS-interventioner förbises fas ofta, men det finns för närvarande begränsad forskning om fasen vid tACS. Eftersom fasens energi bestämmer de relativa positionerna för topparna på endogena och exogena oscillationer är interventionseffekten av tACS nära relaterad till hjärnans endogena oscillationer, vilket kan påverka tACS effekter avsevärt.

När tACS-stimuleringen är i fas (fasdiff mellan 0°) kan den förbättra kognitiva funktioner, medan tACS-stimulering utanför fas (fasdiff mellan 90° och 180°) kan minska kognitiva funktioner. När strömformen för tACS är sinusvågformad växelström kan dess fas bestämma interventionseffekten av tACS. Genom att placera elektroder för tACS i olika hjärnregioner och ställa in deras parametrar kan man reglera den neurala oscillationsaktiviteten mellan två hjärnregioner, vilket förändrar informationsutbytet mellan dessa regioner. För tACS-stimulering i båda hjärnregionerna kommer olika faser av växelström att ge olika effekter.

Synkron fas-stimulering av de frontala och parietala lobarna kan främja förbättringen av arbetsminnesförmågan

Vissa forskare anser också att interventionseffekterna av olika tACS-faser är relaterade till deltagarnas kognitiva nivå. I ett experiment visade det sig att omvänd fas omega-tACS inte är till hjälp för individer med låg nivå, men signifikant försämrar visuellt arbetsminnes-kapacitet hos högpresterande individer. Anledningen kan vara att när kognitiv funktion är på en hög nivå, tenderar den att uppvisa mer komplexa neurala signaler. Vid användning av omvänd tACS-stimulering kan fasrelationen mellan endogena och exogena faktorer hos högpresterande individer skadas, vilket minskar hjärnans förmåga att bearbeta information.

Fas-differenser är inte enbart relaterade till exogena frekvenser utan påverkas också av de endogena frekvenserna hos individuella hjärnregioner. När exogena och endogena frekvenser sammanfaller ökar sannolikheten för fas-synkronisering. Varje äldre deltagares individuella interna frekvens användes sedan som stimulansfrekvens för högupplöst transkraniell växelströmsstimulering (HD-tACS) för att modulera arbetsminnesprestationen hos äldre vuxna. Resultaten visade att personligt anpassad HD-tACS kunde återställa fas-synkronisering i theta-bandet mellan de frontala och temporala lobarna under retentionperioden. Dessutom observerades en signifikant ökning i omega-beta fas-amplitudkoppling (PAC) i den temporala regionen, vilket ledde till förbättrad prestation i arbetsminnesuppgifter.

Sammanfattningsvis är in-fas tACS-stimulering fördelaktig för att förbättra kognitiv funktion, medan anti-fas tACS-stimulering kan minska kognitiv funktion. När in-fas tACS appliceras på de frontala och parietala lobarna har interventionen en större påverkan på exekutiv funktion och arbetsminne. Effektiviteten av in-fas tACS-interventionen är också relaterad till individens kognitiva nivå; ju lägre kognitiv nivå, desto bättre fungerar in-fas tACS-interventionen.

Hjärnstimuleringsområden

Hjärnstimuleringsområdet är det område som är direkt i kontakt med tACS-stimuleringen. De kognitiva funktionerna som representeras av olika hjärnregioner är både överlappande och olika. Denna studie har funnit att olika hjärnregioner har sina fördelar i kognitiva funktioner. Därför är det av stor betydelse att utforska stimuleringen av tACS i olika hjärnregioner för att målinriktat förbättra kognitiva funktioner. För närvarande är de viktigaste hjärnregionerna som stimuleras i tACS-interventionsplanen de frontala och parietala lobarna. När de frontala loberna stimuleras är effekterna mångfacetterade och kan förbättra kognitiva funktioner som motoriskt beslutsfattande, arbetsminne, motoriskt lärande och uppmärksamhet; när de parietala lobarna stimuleras är effekten relativt enkel, och har främst en positiv effekt på arbetsminnet.

Ytterligare forskning har funnit ett starkt samband mellan det högra fronto-parietala hjärnområdet och minnesfunktion, och den parietala loben spelar en central roll i att påverka minnesfunktionen.

6 Hz tACS-stimulering på vänstra frontalloben (F3) respektive vänstra parietalloben (P3) verkar endast när tACS applicerades på den vänstra parietala cortexen förbättrades kapaciteten för lagring av visuellt arbetsminne. Detta stöder den centrala rollen för den parietala lobens hjärnregion i arbetsminneslagringskapacitet, och denna upptäckt har bekräftats i flera neuroimagingstudier.

Effekten av tACS-elektrodstimulering på kognitiv funktion varierar i olika hjärnregioner. Stimulering av frontala och parietala områden vid F3-P3 kan reglera det frontostriatala nätverket som är relaterat till motoriska beslutsfattande eller det frontoparietala nätverket som är kopplat till frivillig exekutiv kontroll. Stimulering av både frontala och parietala loben kan förbättra arbetsminnesförmågan, men den parietala loben är det centrala området för att förstärka arbetsminnet. Parietal lobe θ-tACS-stimulering förbättrar arbetsminnets noggrannhet, medan frontal lobe θ-tACS-stimulering förkortar arbetsminnets responstid. Detta tyder på att även om samma kognitiva funktion påverkas av olika hjärnregioner, finns det skillnader i hur den kognitiva funktionen förändras.

Endast stimuleringen i vänstra hemisfären hade en betydande påverkan på motoriskt beslutsfattande. Jämfört med stimulering i högra hemisfären och falska stimuli, hade deltagare med vänstersidig stimulering högre motivation för motoriskt beslutsfattande. Denna upptäckt har också bekräftats av andra forskare. Stimulering av vänstra frontalloben i ett experiment minskade motivationen för äventyrligt motoriskt beslutsfattande. Vid stimulering av högra frontalloben ökade däremot motivationen för äventyrliga motoriska beslut. Detta kan indikera en potentiell funktionell koppling mellan asymmetri i vänstra och högra frontalloberna och risktagande beslut.

Sammanfattningsvis kan anledningen till att frontalloben och parietalloben är ideala mål för tACS-stimulering bero på två aspekter:

Deras anatomiska läge är relativt ytligt och lättillgängligt

Neuroimagingstudier har visat att frontalloben påverkar ett brett spektrum av kognitiva funktioner, inklusive arbetsminne, uppmärksamhet, inlärning, kreativt tänkande och social funktion. Därför stöder de flesta aktuella studier frontalloben som det huvudsakliga stimulansområdet för att påverka kognitiva funktioner

Stimulansdos

Stimulansdosens storlek beror på stimulansintensitet, stimulanstid och elektrodstorlek och är en viktig faktor som påverkar stimulansens effektivitet. En enkel stimulansplan kan inte bara misslyckas med att förbättra tACS-effekten utan kan också orsaka irritation eller skada på deltagarna. Baserat på tidigare forskning har de flesta aktuella studier funnit följande parametrar som vanliga:

Toppen av strömstyrkan ligger mellan 0,5 och 2 mA

Stimulanstiden är mellan 6 och 40 minuter

Elektrodstorleken varierar mellan 9 och 35 cm².

De oftast använda parametrarna är en toppström på 1 mA, stimulanstid på 20 minuter, och elektrodstorlek på 35 cm².

Med ökad forskning har det dock visat sig att olika stimulansdoser kan ha olika effekter på kognitiva funktioner. Mer precisa doser förbättrar tACS-effekten vid kognitiv reglering. Nuvarande klinisk praxis använder oftast strömstyrkor på 0,5–2 mA, vilket både möjliggör goda interventionseffekter och undviker hudskador från för hög intensitet.

Etiska risker med användning av transkraniell växelströmsstimulering (tACS)

”Att sätta människan i centrum” är grundläggande för tävlingsidrotten och en förutsättning för dess hälsosamma utveckling. Därför är det avgörande att utreda om användningen av tACS strider mot reglerna i Världsantidopningsbyråns (WADA) regelverk. Enligt WADA:s kod (2020) övervägs substanser eller metoder för att inkluderas i WADA:s internationella lista över förbjudna metoder (här kallad Förbudslistan) om de uppfyller minst två av tre kriterier.

Nuvarande forskning visar att tACS kan förbättra idrottsprestationer genom att förstärka kognitiva förmågor och att ingen faktisk eller potentiell hälsorisk för idrottare har identifierats. Därför beror huruvida tACS kommer att förbjudas av WADA främst på om dess användning strider mot sportens anda.

Ökad ojämlikhet

Användning av tACS för att förbättra kognitiva funktioner kan leda till ökad ojämlikhet mellan idrottare. På grund av olika kostnader och tillgänglighet kan användningen av tACS variera mellan länder och regioner. Detta kan ge vissa idrottare en fördel i tävlingar och skapa orättvisa förutsättningar. Även inom träning kan effekterna av tACS variera beroende på interventionsplan, idrottarnas tillstånd och andra faktorer.

Om tACS möjliggör prestationsförbättring utan att kräva lika hård träning, kan det skapa orättvisa i träningsprocessen

Dessutom är resultaten från olika studier motsägelsefulla: vissa visar att tACS förbättrar kognitiva funktioner medan andra inte gör det. Detta gör det svårt att fullt ut bedöma dess konsekvenser för sportslig rättvisa.

Risk för policybrister

För närvarande saknas metoder för att pålitligt upptäcka om en individ nyligen använt tACS för att förbättra kognitiva funktioner. Detta gör att neural stimulering är nästintill omöjlig att identifiera inför tävlingar. Tidigare exempel, såsom genetisk dopning, visar att tekniska innovationer kan skapa obalans i antidopningspolicyer innan effektiva detekteringsmetoder utvecklas.

Några forskare har föreslagiy att övervakning av biomarkörer, som BDNF, skulle kunna användas för att identifiera tACS-användning

Trots detta behövs billigare och mer tillgängliga metoder för att säkerställa idrottens människoorienterade ideal.

För närvarande bryter tACS inte mot WADA:s antidopningskod. Men på grund av teknikens komplexitet och dess potentiella betydelse för prestationsförbättring kan framtida regler begränsa användningen av tACS, exempelvis till träningsfasen. WADA bör initiera forskning för att skapa vetenskapligt grundade riktlinjer för tACS, reglera dess användning och minimera negativa effekter på sportens anda.

FARMAKOLOGI

Hjärndopingens farmakologi

Vi vet att affektiva störningar, såsom depression och ångest, ökar risken för accelererad kognitiv försämring och demens senare i livet hos åldrande individer. Motoriska brister är vanliga efter traumatiska hjärnskador och stroke, påverkar subjektivt välbefinnande och är kopplade till nedsatt livskvalitet. För närvarande finns det rehabiliterande terapier som direkt riktar sig mot hjärnan för att återställa kognitiva och motoriska uppgifter hos åldrande och sjuka. Dock används samma läkemedel som används för terapeutiska ändamål av idrottare som stimulantia, antingen för att öka prestanda för berömmelse och ekonomisk belöning eller som partydroger. Tyvärr har de flesta av dessa läkemedel allvarliga biverkningar och utgör en allvarlig risk för idrottarnas hälsa. Användningen av prestationshöjande droger bland barn och tonåringar har ökat kraftigt på grund av minskningen av åldern för deltagare inom tävlingsidrott och tillgängligheten av olika stimulantia i många former.

Acetylkolin

Specifika acetylkolinreceptorer i hjärnan har identifierats för signalsubstansen acetylkolin, vilka omvandlar informationen som flödar genom minnescirklar i hippocampus. Störningar av kolinerg funktion genom TBI (traumatisk hjärnskada) och stroke kan ge upphov till kognitiva och motoriska störningar. Acetylkolinesterashämmare är därför lovande läkemedel för behandling av kognitiv svikt efter stroke. En metaanalys av placebokontrollerade studier har visat att acetylkolinesterashämmare, särskilt donepezil, en centralt selektiv kolinesteras-hämmare med relativt begränsade biverkningar, förbättrar kognitiv svikt efter TBI och upprätthåller ett stabilt mönster av förbättrad kognitiv funktion hos patienter med vaskulär demens och post-stroke-kognitiv svikt.

Katekolaminer

Patofysiologin vid traumatisk hjärnskada (TBI) innefattar förändringar i nivåerna av katekol-aminer, dopamin (DA), adrenalin (EPH) och noradrenalin (NE). Dopaminerga läkemedel (till exempel metylfenidat, amantadin och bromokriptin) är psykostimulanter som kan förbättra hjärnplasticitet och vissa funktioner inom exekutiv funktion, men också uppmärksamhet och hastigheten för informationsbearbetning.

Dopamin (3,4-dihydroxyfenetylamin) är en monoamin neurotransmittor som syntetiseras i hjärnan från L-DOPA och spelar en betydande roll i den motivationskomponent som är kopplad till belöningsmotiverat beteende, men också i rörelse och kortikal plasticitet. Faktiskt är DA en nyckelmediator för inlärning av motoriska färdigheter. DA-stimulanter inkluderar metylfenidat, amfetamin och metamfetamin. Metylfenidat kan förbättra hastigheten på funktionell återhämtning, kognition och uppmärksamhet under akut rehabiliteringsträning. Därför rekommenderas metylfenidat även vid behandling av kognitiva och motivations-relaterade brister. Amfetaminer, som metamphetamine och 3,4-metylendioximetamfetamin (MDMA), tillhör en klass av föreningar kallad fenetylaminer med katekolaminerga effekter i det centrala nervsystemet och perifer cirkulation. I kliniken används amfetaminer för att behandla narkolepsi och ADHD. Metamfetaminer, inklusive dextroamfetamin (Adderall®), är kraftfulla stimuli för nervsystemet som ökar frisättningen av DA och NE från presynaptiska nervterminaler och används frekvent vid behandling av uppmärksamhets- och minnes-problem efter TBI. Dock rapporterar nyare studier att kronisk exponering för metamfetaminer före hjärnskada kan accentuera de patofysiologiska tecknen på skada och försämra utfallet vid TBI.

En nylig studie som syftade till att hitta fysiologiska korrelat till effekterna av dextroamfetamin på arbetsminnesprestation har genomförts på friska försökspersoner. Dextroamfetamin förbättrade prestationen genom att öka arbetsminnesbelastningen, vilket närmade sig arbetsminneskapaciteten, dock endast hos de försökspersoner som hade relativt låg arbetsminneskapacitet från början.

Adrenalin) är en katekolamin som produceras av kromaffinceller inom binjuremärgen. Adrenalinagonisten fenylefrin är en alfa-1 adrenerg läkemedel som, när det ges intravenöst, utlöser vaskulär sammandragning och ökar blodtrycket. Därför används det vanligtvis inom intensivvården för kardiovaskulärt stöd. Katekolaminer inklusive NE och fenylefrin verkar också öka cerebral blodflöde i olika djurmodeller och hos patienter.

Koffein

Stimuleringseffekterna av koffein på centrala nervsystemet har varit kända i århundraden. I hjärnan ökar koffein förutom att påverka kognitiv prestanda, uppfattningen om vakenhet och uppmärksamhet. Faktiskt var konsumtion av koffein förknippad med en signifikant lägre risk för att utveckla neurodegenerativa sjukdomar, såsom Alzheimers och Parkinsons sjukdomar. På cellnivå blockerar koffein adenosinreceptorer, främst A1- och A2A-receptorer, vilket orsakar en ökad frisättning av DA, noradrenalin och glutamat.

Kokain

Kokain är den tredje vanligaste olagliga missbruksämnet efter cannabis och alkohol. Trots det har den amerikanska livsmedels- och läkemedelsadministrationen (FDA) godkänt kokainhydroklorid för smärtlindring före mindre kirurgi i näsa, mun och hals. Tandläkare och oralkirurger kan också använda kokain som topiskt bedövningsmedel före smärtsamma ingrepp.

Morfin

Morfin är en opiat som erhålls från vallmofrön och används för att lindra måttlig, svår och kronisk smärta. Det används också för smärtlindring efter stora operationer och behandling av smärta relaterad till cancer. Morfin används fortfarande rutinmässigt idag, även om det finns ett antal halvsyntetiska opioider med varierande styrka såsom kodein, fentanyl, metadon, oxikodon, hydrokodon, hydromorfon och meperidin. Heroin eller diamorfin är en opiat som görs av morfin omvandlat i kroppen. Heroin är ett potent analgetikum, fem till tio gånger starkare än morfin.

Serotoninerga läkemedel

Serotonin eller 5-hydroxitryptamin (5-HT) är en monoaminneurotransmittor som syntetiseras i serotoninerga neuroner i CNS från tryptofan och spelar en roll i kognition, särskilt respons-inhibering och minneskonsolidering, och reglerar många fysiologiska processer som kräkningar och vasokonstriktion.

De flesta av de läkemedel som används för att främja motorisk återhämtning efter stroke hos människor är serotoninerga och dopaminerga medel. Det finns många studier som föreslår den kliniska användbarheten av selektiva serotoninåterupptagshämmare (SSRI) för att främja förbättrat motoriskt utfall efter stroke.

Flera gene förklarar skillnader i L-DOPAs effekter på inlärning och plasticitet mest robust, vilket identifierar olika biologiska fenotyper med avseende på L-DOPAs effekter på inlärning och plasticitet. Faktiskt kan uppreglering av dopaminerg funktion med levodopa förbättra bildningen av motoriskt minne, vilket är avgörande för framgångsrik rehabilitering av patienter med kronisk stroke. Efter stroke i djurmodell ökar tonisk neuroninhibition i den periinfarkta området. Den ökade toniska hämningen orsakas av en nedsättning i funktionen hos GABA-transportören (GAT-3/4) och medieras av extrasynaptiska GABAA-receptorer (GABAARs). Behandling med bensodiazepin, en agonist för alfa5-receptorer som ingår i extrasynaptiska GABAARs, förbättrade återhämtningen av motorfunktion. Behandling med dextroamfetamin i kombination med fysioterapi förbättrade inte återhämtningen av motorisk funktion jämfört med placebo i kombination med fysioterapi.

Metylfenidat

Metylfenidat är en dopamin- och noradrenalinförstärkande substans med effekter på kognition, motivation och humör. Dess terapeutiska effekt beror på hämning av återupptaget av dopamin (DA) och noradrenalin, vilket leder till ökad koncentration av DA och noradre-nalin i den synaptiska klyftan. Metylfenidat rekommenderas också vid behandling av depression i specifika patientgrupper, såsom depression sekundär till hjärnskada.

Bensodiazepiner

Bensodiazepinberoende bland idrottare är ett nytt och växande fenomen trots att långvarig användning av bensodiazepiner kan leda till beroende. Till exempel utvecklade en ung kvinnlig maratonlöpare beroende av lormetazepam efter att ha ökat sin dagliga dos bensodiazepin (18 ampuller och totalt 360 ml) i ett försök att uppnå bättre sömn och förbättrad fysisk prestanda. Hon var tvungen att bli sjukhusvårdad för att genomgå bensodiazepinentoxikation.

Efter intravenös administrering fördelas bensodiazepiner snabbt till hjärnan och det centrala nervsystemet (CNS). Vid intramuskulär injektion är absorptionen av diazepam långsam medan intramuskulär absorption av injicerad lorazepam verkar vara snabb och komplett. Lorazepam absorberas också väl efter sublingual administrering. Bensodiazepiner fungerar genom att agera som en positiv modulator på gamma-aminosmörsyra (GABA) A-receptorn, en allmänt förekommande ligandstyrd kloridselektiv jonkanal. Eftersom GABA är hämmande till sin natur och kontrollerar omfattningen av neuronal excitabilitet, producerar benso-diazepiner en lugnande effekt på hjärnan och fungerar som sömnmedel, hypnotikum, ångestdämpande medel, muskelavslappnande och antikonvulsivt medel. GABA A-receptorernas egenskaper är i fokus för intensiv forskning, eftersom deras aktivitet också kraftigt regleras av bensodiazepiner (som Valium och Xanax), en klass av brett förskrivna psykotropa läkemedel vars lugnande egenskaper används som terapier för ångest, panik och sömnlöshet.

Anabola steroider

Anabola steroider, inklusive dehydroepiandrosteron (DHEA), den mest potent naturliga androgenen producerad av binjurarna, används för att behandla hormonella störningar hos män. Således föreskrivs anabola steroider och androgener för att behandla hormonella störningar vid hypogonadism, fördröjd pubertet hos pojkar eller impotens hos män. För kvinnor föreskrivs anabola steroider och androgener någon gång för att hämma inflammation vid endometrios, en gynekologisk sjukdom kännetecknad av tillväxt av endometrialt vävnad utanför livmodern, för att behandla osteoporos och för att behandla muskelförlust hos patienter med HIV. De positiva fysiologiska effekterna av nandrolonestrar inkluderar muskeltillväxt och aptitstimulering. En nyligen genomförd metaanalysstudie antyder att dehydroepiandrosteron (DHEA) kan vara ett mer effektivt terapeutiskt alternativ till de klassiska läkemedlen som används vid behandling av depression.

Erytropoietin

Erytropoietin är ett glykoproteinhormon som främst produceras av fostrets lever och vuxen njure och frigörs som svar på hypoxi för att öka erytropoesen. Det har varit godkänt sedan 1989 och är ett av de mest populära biologiska läkemedlen världen över. Det används oftast i kliniken för behandling av anemi, även om det också har testats vid neurodegenerativa sjukdomar som amyotrofisk lateralskleros samt hos patienter med TBI och ischemisk stroke. I experimentella modeller av postnatal hyperoxi hade erytropoietin pro-myelinerande effekter och förbättrade kognitionen hos adolescenta och vuxna råttor.

På cellnivå har erytropoietin en rad effekter, inklusive angiogenes, antiapoptos, antiinflam-matorisk, antioxidativ, neurotrofisk och som tillväxtfaktor för stamceller. I hjärnan är erytropoietin också fördelaktig för behandling av motoriska brister som uppkommit efter ischemisk stroke, samt bidrar till bevarandet av inlärnings- och minnesförmåga. Erytropoietin förbättrar också långsiktigt neurologiskt resultat hos patienter med akut ischemisk stroke.

Tillväxthormon

Tillväxthormon (hGH) som produceras av hypofysen har godkänts av FDA som ett säkert och effektivt sätt att behandla tillstånd associerade med dålig längdtillväxt på grund av GH-brist, Turner-syndrom (en genetisk störning som påverkar en flickas utveckling) och Prader-Willi-syndrom, en genetisk störning som orsakar dålig muskelton. Substansen har också använts för förbättring av minnet, minskning av fettmassa samt ökning av benmassa och muskelmassa.

Kognitiv nedsättning, inklusive minne, inlärning och exekutiva funktioner, är vanligt bland strokeöverlevande och kan ha en negativ inverkan på livskvaliteten för dessa personer. GH har visats förbättra kognitiv återhämtning både hos gnagare och människor. Dessa fördelaktiga effekter på kognitionen är kopplade till många betydande förändringar inom centrala nervsystemet, inklusive förbättrad neurogenesi och vaskulogenes.

Perifer administrering av GH förbättrade kognitiv funktion i en experimentell strokemodell. Den positiva effekten antogs vara på grund av ökade nivåer av neurotrofiska faktorer som insulinliknande tillväxtfaktor-1 (IGF-1) och vaskulär endotelial tillväxtfaktor (VEGF) i peri-infarctregioner och periferi. Flera pilotstudier på människor indikerar ett positiv utfall efter kombinerad GH-terapi med specifik rehabilitering efter stroke och TBI.

Kroniskt missbruk av centralstimulerande medel

Kroniskt bruk för att förbättra idrottsprestationer kan leda till kognitiv nedgång och depressivt beteende. Den överväldigande majoriteten av centralstimulerande medel verkar på monoaminerga vägar: adrenergiska, som påverkar noradrenalin (sympatomimetisk), dopaminerga, som påverkar DA (dopaminomimetisk), och serotonerga, som påverkar serotonin (5-HT, serotoninomimetisk). Andra psykostimulerande läkemedel inkluderar androgena steroider, tillväxthormon (hGH), kreatin, erytropoietin och AMPH eller dess derivat, samt beta-hydroxy-beta-metylbutyrat. Dock interagerar alla dessa stimulanser med andra neurala vägar, till exempel koffein, som är en adenosinreceptorantagonist, och AMPH och kokain, som interagerar med vägar som skiljer sig från de påverkade av koffein. De flesta av dessa substanser har dock allvarliga biverkningar och utgör en allvarlig risk för idrottares hälsa.

Doping kan således leda till allvarliga hälsorisker, inklusive infertilitet, subdurala hematom, lever- och njurfunktionsstörningar, perifera ödem, hjärtmuskelhypertrofi, hjärtmuskelischemi, trombos och hjärt-kärlsjukdomar. Användningen av kokain som ett olagligt ämne är kopplad till att vara en orsakande faktor för multisystemiska störningar, från akuta kriser till kroniska komplikationer.

Otillåtna ingredienser i hjärndopingkosttillskott

Det första nootropiska medlet som förbjöds inom idrotten var fonturacetam (4-fenylpiracetam, karfedon) 1998. Här presenteras 25 år senare en översikt av historien, farmakologin, prevalensen, reglerna och dopingpotentialen för nootropika sett genom en lins av 50 utvalda kosttillskott (DS) som marknadsförs för “kognitiv förbättring”, “hjärnhälsa”, “hjärnförstärkare” eller “nootropics”, med fokus på otillåtna ingredienser. Nootropic DS har blivit framträdande under det senaste decenniet ofta som multikomponentformuleringar av bioaktiva ingredi-enser som presenteras som medel för att lösa farmakologiska frågor och potentiella folkhälsoproblem.

Många populära nootropics är otillåtna livsmedel eller DS-ingredienser enligt Europeiska kommissionen inklusive huperzine A, yohimbin, och dimetylaminoetanol; ej godkända läkemedel som fenibut eller emoxipin (mexidol); tidigare registrerade läkemedel som meklofenoxat eller reserpin; EU-godkända läkemedel som piracetam eller vinpocetin; kända dopningsmedel som metylhexanamin eller dimetylbutylamin; och andra undersöknings-substanser och peptider. Flera är dock godkända DS-ingredienser i USA, vilket resulterar i betydande global variation vad gäller vad som kvalificerar sig som en laglig nootropic.

Förbjudna stimulantias och beta2-agonisters användningsområden anges ofta vara “före träning”, “viktminskning” eller “termogena” och kosttillskott som oktodrin, hordenin eller higenamin är ofta kopplade tillsammans med andra potentiella nootropa ämnen. Medan många stimulantia och beta2-agonister definieras som dopningsmedel av WADA, är andra nootropa inte det, även om vissa kan kvalificera sig som icke-godkända ämnen eller besläktade ämnen enligt det övergripande språket i WADA:s förbjudna lista. Synergistiska kombinationer, överdriven dosering eller nyligen undersökt farmakologi kan motivera att vissa nootropa ämnen listas som dopningsmedel eller kräver ytterligare uppmärksamhet i framtida regler.

SPECIFIKA EFFEKTER

Effekt av kortvarig kraniell elektrostimulering på sömnkvaliteten hos idrottare

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) är en metod som lanserats främst av japanska forskare för att påverka hjärnan. FDA godkände DCS som en icke-invasiv neuromodulationsteknik för att förbättra sömnkvaliteten för nästan 50 år sedan. Det gjordes nu en undersökning för att verifiera effekten av en 5-dagars intervention med cranial electrotherapy stimulation (CES) på sömnkvaliteten hos professionella idrottare.

Tjugofem professionella idrottare med dålig sömnkvalitet deltog i studien. Idrottare i CES-gruppen (12 idrottare) genomgick en 5-dagars CES-intervention, medan de i kontrollgruppen inte fick någon intervention. Sömnkvaliteten bedömdes objektivt och subjektivt 1 vecka före och efter interventionen med hjälp av en Actigraphy-aktivitetsinspelare, Pittsburgh sleep quality index (PSQI) och Insomnia Severity Index (ISI).

Objektivt mätt sömneffektivitet ökade signifikant efter CES-interventionen, medan skillnaden mellan förtest och eftertest i kontrollgruppen inte var signifikant. För total sömntid var varken huvudeffekter eller interaktion signifikanta. Dock visade analysen av tid som vaken efter insomnandet att vakentiden minskade signifikant efter CES-interventionen. Ingen signifikant interaktion hittades i subjektivt bedömd sömnkvalitet, men en förbättring observerades i båda grupperna.

Man drog slutsatsen att CES-interventionen på 30 minuter per dag under 5 på varandra följande dagar förbättrade objektiv sömnkvalitet hos idrottare med sömnproblem. Interventionen ökade sömneffektiviteten genom att minska vakentiden efter insomnandet.

Transcranial Direct Current Stimulation är inte förbjudet av WADA och är då enligt WADA:s definition inte doping.

ETISKA ASPEKTER

Transkraniell stimulering, dopingtankar och etik

Det finns en diskussion avseende om transkraniell stimulering (tDCS) – elektrisk stimulering av hjärnan med elektroder placerade utanför huvudet – skall ses som doping eller inte (idag är metoden inte dopingklassad). Tveklöst är emellertid alla kriterier för dopingklassning aktuella, eller åtminstone i gränslandet för att vara aktuella:

Prestationsökande

Hälsofarligt

Skadande av the spirit in sports

När författarna gör en genomgång av tDCS börjar med att jämföra med det vetenskapliga bevisläget för många av de dopingklassade farmakologiska substanserna på listan, och finner då att tDCS har väl så starka indicier för prestationshöjande effekt som flera substanser.

Att det skulle vara direkt hälsoskadligt i de studier man har tillgång till är inte troligt, varför eventuellt förbjudande återfaller på det sista kriteriet, the spirit in sports. Det finns en ganska rikhaltig litteratur i ämnet, men sammantaget anser författarna att tDCS inte bör sättas på den förbjudna listan men istället sättas på ”the monitoring list” så att utvecklingen kan följas noga avseende vem som använder metoden, när den används och vilka effekter och biverkningar man kan säkerställa på längre sikt.

Hjärndoping och elektrisk transkraniell hjärnstimulering

I modern idrott görs ibland saker för att förbättra idrottarens fysiska prestationer som inte alltid är helt i överensstämmelse mot idrottsetiken. Nya upptäckter inom neurovetenskapen antyder att förmågorna som ligger till grund för idrottsprestation kan förbättras med tekniker som modifierar hjärnans aktivitet. Dessa kan inkludera motorisk inlärning, ökad muskelstyrka eller ökad tolerans för trötthet. Faktum är att det redan finns produkter på marknaden som kan producera förändringar i kort- eller långsiktig prestation genom att modulera hjärn-aktiviteten under träning, vilket leder till fördelar jämförbara med dem som induceras av användningen av doping av muskler och hjärna. Mot denna bakgrund undrar man vilken roll läkare och andra inom idrottsvärlden med medicinska kunskaper bör spela i en kontext där det inte finns någon tydlig och enhetligt erkänd lagstiftningslinje i ett samhälle där konsumtionen av nya psykoaktiva ämnen som ”smart drugs.”

Idrottsläkarnas speciella ansvar

En sådan utveckling kommer att tvinga myndigheterna att anpassa sina upptäcktsmetoder och screeningmetoder för att möta dessa nya utmaningar. För att besvara denna fråga bör begreppet ”smart drugs” bättre ramas in, och framför allt bör det klargöras i vilken utsträckning det ska förstås som en behandling eller som resultatet av en önskan att uppnå ett idrottsligt resultat. Särskilt när de behandlade individerna betraktas som ”friska” kan potentiella biverkningar inte förbises. Enligt etikreglerna bör idrottsläkaren inte utsätta idrottaren för medicinska behandlingar som, även om de inte är förbjudna enligt lag eller föreskrifter, producerar en konstgjord förändring i idrottsprestanda eller inducerar ett onaturligt tillstånd hos idrottaren. Med tanke på den centrala roll som läkaren spelar som ansvarig för idrottarens hälsa, bör de potentiella riskerna och effekterna på det centrala nervsystemet som orsakas av substansmissbruk hos friska individer inte förbises.

Idrotts- och icke-idrottsläkares lagliga och framför allt deontologiska roll bör riktas mot att övervaka typen av ämnen som tas eller metoder som genomförs, doserna, tidpunkten för användningen, missbruket och dess förlängning, utan att försumma några prodromala tecken på en möjlig cerebral modulation. Till exempel varierar data i USA om engångsförekomsten för icke-medicinskt motiverat användande av receptbelagda (neuro)stimulantia från 5 till 35 procent, utan att ange vilka personliga mål och specifika önskade förväntningarna på tillämpningen är. Därför bör användningen av dessa teknologier, särskilt med avseende på möjliga idrotts- och/eller yrkesmässiga tillämpningar, regleras, det vill säga det bör göras tydligt när neurostimulering bör betraktas som laglig och när det bör betraktas som neurodoping.

Neuromoduleringens möjligheter och innebörd

Neuromoduleringsområdet är föremål för många studier av stort vetenskapligt intresse, men samtidigt är det inte fullt ut förstått, och dess möjliga negativa konsekvenser bör hanteras med särskild försiktighet och sannolikt regleras. Neuropotentiatisering eller ”hjärndoping” kan vara farmakologisk eller icke-farmakologisk. I det första hand innebär det ett försök av friska individer att öka sitt tillstånd av uppmärksamhet och vaksamhet, inlärning och minne samt förbättra humör och beteende genom att ta receptbelagda läkemedel. I det andra fallet uppnås emellertid potentieringen nås genom neuroteknologiska metoder (lågfrekvent transkraniell magnetstimulering – LF-rTMS, transkraniell direktström – tDCS, djup hjärnstimulering med djupa elektroder och CNS-gränssnitt) och genom beteendemässiga metoder.

När efterkrigsgenerationen åldras ökar efterfrågan på och utvecklingen av läkemedel för behandling av neurokognitiva störningar som Alzheimers sjukdom, men om dessa läkemedel används utanför godkända indikationer eller missbrukas för att inte behandla ett patologiskt tillstånd utan för att ytterligare förbättra eller optimera ett fysiologiskt tillstånd, kallas det för neuromodulering – vilket har både positiva och negativa sidor.

Mot denna bakgrund passar den senaste definitionen av hälsa som formulerades av WHO 1946 som ”ett tillstånd av fysiskt, mentalt och socialt välbefinnande och inte bara frånvaron av sjukdom eller svaghet” inte längre de nuvarande målen för hälso- och sjukvårdspolitiken. Därför har en förändring av betoningen i definitionen mot förmågan att anpassa sig och självhantera inför fysiska, sociala och emotionella utmaningar föreslagits. Sammantaget accepteras det vanligtvis att hjärndoping används av friska individer, med de subjektiviteter som termen hälsa ger, å andra sidan är de läkemedel som används för neuromodulering desamma som de som används för att behandla definierade sjukdomstillstånd,

Det är därför nödvändigt att klargöra om farmakologiska/terapeutiska strategier som syftar till att behandla svåra patologiska tillstånd bör göras tillgängliga inom ramen för ”psykoestetik” eller ”kosmetisk neurologi” endast för att förbättra prestandan på idrottsplatsen, eller om vi bör vara mer restriktiva och därför bara tillåta kurativa ingripanden, det vill säga de som förutsätter en underliggande psykofysisk patologi.

Olika tekniker

Överlag betraktas transkraniell likströmsstimulering (tDCS) som en teknik som lovar att förbättra prestandan utan att utsätta idrottare för betydande hälsorisker. Effekterna av tDCS är dock betydande och ökande. Det finns dock ingen enkel och lättillgänglig metod för att pålitligt upptäcka om en person nyligen har utsatts för hjärnstimulering.

Anodal och katodal tDCS reglerar GABAerg och glutamaterg bearbetning på olika sätt, medan djup transkraniell magnetstimulering (TMS Theta-burst) verkar påverka inhiberande återkoppling från gamma-aminosmörsyra (GABA) men påverkar inte excitatorisk glutamatergisk stimulering. När området i hjärnan som målsätts av TMS eller tDCS specifikt observeras, är det möjligt att detektera förändringar i kemisk sammansättning, det vill säga i koncentrationen av hjärnmetaboliter, i storleksordningen 10 procent vid magnetkamerunder-sökning (MRS). Därför kräver diagnosen av neurodoping inte bara ultraspecifik utrustning utan också en hög diagnostisk noggrannhet som kan upptäcka de minsta rörelserna av hjärnmetaboliter. Dessa skäl, tillsammans med de höga produktions- och användnings-kostnaderna, är några av anledningarna till att MRS har liten praktisk användning vid diagnos av neurodoping. För det andra kan MRS inte utföra en grundlig och detaljerad analys av hela hjärnan, eftersom det är nödvändigt att identifiera en specifierad hjärnregion för jämförande och simultan jämförelse. Slutligen behöver hjärnförändringar som uppstår från stimulering inte vara särskiljbara från normala prestationsrelaterade förändringar i sig, vilket innebär att risken för falska positiva resultat är hög. Särskilt när man överväger kognitiva och motoriska idrottsprestationer måste de ses som extrema versioner av en individs dagliga aktiviteter.

Vad gäller neuropotentiering finns det i huvudsak två tillämpningsnivåer inom idrotten och dessa är uppdelade i omedelbara vinster som uppstår genom ökad kortikal excitabilitet och långsiktiga vinster som uppstår genom stimulering under träning. I den “akuta” fasen av stimulering visar studier att idrottaren utvecklar större motoriska kapaciteter, exempelvis minskning av muskeltrötthet och kortare reaktionstid. Dessa effekter är bäst dokumenterade hos dem som genomgår neuromodulering med transkraniell likström (tDCS), vars effekter når sin topp efter stimuleringens slut och gradvis avtar under 20-60 minuter. Det är därför möjligt att föreställa sig en tidpunkt när en idrottare kan genomgå en “dos” av stimulering innan han eller hon startar en möjlig tävling och ha en konkurrensfördel vad gäller prestanda och svar på trötthet som är större än en idrottare som inte använder det.

En andra användning gäller förvärvet av nya färdigheter. Idrottsprestation, särskilt på högsta nivå, kräver god teknik och tajming och innebär färdigheter som lärs under träning. Därför kommer förbättrad effektivitet vid inlärning under träning att vara till större nytta under tävling. Dessa effekter märks exempelvis bland studenter som använder inotropa ämnen för att förbättra akademiska prestationer. Studier har visat att i USA påverkade det icke-medicinska användandet av metylfenidat och amfetaminer på universitet 25 procent av studenterna år 2004. De mest citerade skälen till rutinmässigt användande av dessa ämnen inkluderade förbättring av koncentration (58 %) och ökad vakenhet (43 %). Förutom klassisk oral intagning har även andra, icke-orala administreringsvägar som injektioner och intranasal administrering beskrivits. Dock verkar dessa para-orala administreringsvägar ofta vara förknippade med användning av andra olagliga droger, till exempel ecstasy, kokain, cannabis och amfetamin.

Doping?

Idag används neurostimulering och neurostärkningspraxis alltmer frekvent, både inom arbetsmiljön och inom amatör- och tävlingsidrott. Detta väcker frågan om när neurostimu-lering kan definieras som dopning och när den inte kan det. Enligt WADA är ett kriterium för att förbjuda en substans inom idrotten om den utgör en faktisk eller potentiell risk för idrottarens hälsa. Hjärndoping, ett begrepp som hänvisar till förbättring av kognitiva, affektiva och motoriska färdigheter, avser användningen av lagliga eller receptfria psykoaktiva ämnen av friska individer med avsikten att förbättra neuronal aktivitet. Det kan vara mentalt och cerebralt, farmakologiskt och icke-farmakologiskt. Inom idrottssfären handlar det om att förbättra idrottares psykofysiska/professionella prestanda genom användning av ämnen eller instrument som syftar till att förbättra någon form av cerebral eller mental funktion med betydande fördelar under idrottslig aktivitet. Man kan inte betraktas legalisering av neural förbättring som ett rättvist val, eftersom det skapar ojämlikheter i chanserna till seger mellan idrottare som använder och inte använder neuroförstärkningstekniker.

I linje med den senare teorin kan det hävdas att neurodopning tillför lite till prestationen hos elitidrottare som redan presterar nära de fysiska gränserna tillåtna av den mänskliga kroppen och därför kanske inte drar verklig nytta av de potentiella fördelarna med hjärnstimulering. Inte alla sporter kräver emellertid engagemang och muskelanstrengning. Det gäller schacktävlingar; faktiskt hävdar vissa författare att förbättrad mental uthållighet skulle kunna eliminera schack från att vara en sport, även om de anser att kriminalisering av metoder som ändå inte anses vara skadliga är oproportionerligt.

Det finns uppenbarligen en stor klyfta mellan de som vill rehabilitera motorfunktioner efter hjärnskada eller fysiska trauma och de som syftar till att förbättra idrottsfärdigheter för tävlingsändamål. För närvarande, trots den omfattande användningen av neuropotentiering, finns det talrika, främst olagliga, sätt att skaffa sig hjärndopingläkemedel eller få tillgång till likartade metoder. Det är viktigt att betona tvivelaktigheten av hjärndopingläkemedel som erhålls på svarta marknaden, eftersom det är svårt att fastställa om de uppfyller kvalitets-kriterierna för de ursprungligen ordinerade läkemedlen och därmed om de utgör en enorm risk för individens hälsa och för folkhälsan i allmänhet. Det kan vara frestande att spekulera att legalisering av marknaden kan minska eller eliminera en svart marknad och vara fördelaktig för säkerhetsaspekterna av användningen. Emellertid verkar denna potentiella positiva effekt av legalisering vara kortsiktig av flera skäl. I praktiken är det illusionärt att det kommer att finnas en global överenskommelse om att legalisera hjärndopingmarknaden. Det finns grundläggande skillnader mellan länder och regioner när det gäller tradition, attityd och filosofi om neuroförbättring och dess farmakologiska modulation.

Regulatoriska/juridiska skillnader kvarstår också, även om försök har gjorts mot harmonisering i allmänhet. Dessutom skulle det inte finnas någon systematisk övervakning av de potentiellt skadliga långsiktiga effekterna av hjärndopingläkemedelsanvändning och brist på ordentlig konsumentinformation. En annan oro skulle vara interaktionen med andra läkemedel, vilket kunde ha förödande konsekvenser för patienter, särskilt om, som på svarta marknaden, konsumtionen sker utan medicinsk övervakning eller rådgivning. I det värsta fallet kan kort- och långsiktiga negativa effekter av användning leda till livshotande akuta tillstånd eller utöva kroniska somatiska och/eller mentala skador, särskilt för användare med befintliga tillstånd. En speciell, icke-självrelaterad etisk fråga med hjärndoping är dess altruistiska användning av till exempel kirurger, andra läkare, sjuksköterskor, vårdgivare, soldater, piloter, flygledare, poliser och brandmän i nationella eller globala nödsituationer. Även under sådana omständigheter måste det emellertid vara klart för chefer, övervakare och yrkesverksamma involverade att hjärndoping kan medföra allvarliga hälsorisker.

Slutsatser

De etiska aspekterna och dilemman som är förknippade med doping hos friska individer är ämnet för en debatt som pågår. Regelsystem utvecklas långsamt och är ofta föråldrade i förhållande till den farmakologiska och vetenskapliga utvecklingen som kretsar kring doping. När det gäller hjärndoping kan dess reglerade och hanterade användning i en sjukhusmiljö någon gång medföra fördelar för rehabilitering av fysisk, mental och social hälsa relaterad till patologiska fynd. Å andra sidan uppfyller dess användning hos friska personer sällan dessa kriterier. Tydligt är att, med undantag för nödsituationer, hjärndoping inte ett alternativ hos friska individer med tanke på de potentiella biverkningarna av att ta mediciner, de socio-kulturella konsekvenserna och de etiska implikationerna. Återigen är, ur perspektivet av läkemedelsreglering måste man alltid värdera nyttan i förhållande till riskerna och då är vi ännu långt ifrån i närheten av att kunna rekommendera hjärndoping.

Transkraniell stimulering, dopingtankar och etik

Det finns en diskussion avseende om transkraniell stimulering (tDCS) skall ses som doping eller inte (idag är metoden inte dopingklassad). Tveklöst är emellertid alla kriterier för dopingklassning aktuella, eller åtminstone i gränslandet för att vara aktuella:

Prestationshöjande

Hälsofarligt

Skadande av the spirit in sports

När författarna gör en genomgång av tDCS börjar med att jämföra med det vetenskapliga bevisläget för många av de dopingklassade farmakologiska substanserna på listan, och finner då att tDCS har väl så starka indicier för prestationshöjande effekt som flera substanser.

Att det skulle vara direkt hälsoskadligt i de studier man har tillgång till är inte troligt, varför eventuellt förbjudande återfaller på det sista kriteriet, the spirit in sports. Det finns en gasnak rikhaltig litteratur i ämnet, men sammantaget anser författarna att tDCS inte bör sättas på den förbjudna listan men istället sättas på ”the monitoring list” så att utvecklingen kan följas noga avseende vem som använder metoden, när den används och vilka effekter och biverkningar man kan säkerställa på längre sikt.

Skall elektrisk ryggmärgsstimulering och liknande ses som doping?

Elektroceutika, såsom hjärn–dator-gränssnitt och ryggmärgsstimulering (spinal cord stimulation, SCS), representerar omvälvande strategier för neuromodulation. Forskning har visat att SCS kan förbättra motoriska och autonoma kardiovaskulära dysfunktioner, särskilt hos personer med ryggmärgsskada (SCI). Det har dessutom visats att SCS kan öka den aeroba träningsprestationen. På grund av skadans natur är idrottare med SCI ofta predispo-nerade för lågt viloblodtryck och nedsatta fysiologiska responser vid träning. Därför fram-kallar vissa idrottare avsiktligt autonom dysreflexi (“boosting”) för att få en konkurrensfördel – ett förfarande som är förbjudet av Internationella paralympiska kommittén (IPC).

Framväxten av elektroceutika möjliggör dock en alternativ prestationshöjande strategi som kan betraktas som orättvis om inte alla idrottare har lika tillgång. För närvarande har WADA och IPC inte erkänt den potentiella påverkan som elektroceutika kan ha inom parasport. Här presenteras ett argument för att användning av SCS uppfyller kriterierna för att placeras på WADA:s lista över förbjudna metoder (eller åtminstone övervakas), eftersom SCS samman-taget kan förbättra idrottsprestation, utgör en potentiell hälsorisk för idrottaren vid felaktig användning och kan strida mot idrottens anda. Akut och kronisk användning av SCS kan även leda till förändringar i klassificering samt öka möjligheterna för idrottare att medvetet vilseleda, vilket väcker oro för IPC. Den ökande tillgången till elektroceutika (exempelvis via deltagande i kliniska studier eller implantation inom privat sjukvård) ökar mer än någonsin sannolikheten för att en idrottare använder SCS för att skaffa sig en orättvis fördel inom parasport.

Förbud eller icke-förbud mot transkraniell likströmsstimulering

Transkraniell likströmsstimulering (tDCS) har framträtt som en lättillgänglig, icke-invasiv teknik som kan modulera kortikal excitabilitet. En snabbt växande mängd idrottsvetenskaplig litteratur antyder att metoden kan ge måttliga men mätbara förbättringar av uthållighet, styrka, inlärning av färdigheter och upplevd ansträngning. Denna ledare granskar de fysiologiska mekanismer som ligger bakom tDCS, utvärderar evidensen för dess ergogena effekter och placerar teknologin i ett bredare ramverk för ”neurodoping”.

Med tillämpning av WADA:s regelverk från 2021 argumenteras för att tDCS redan uppfyller två av tre kriterier för förbud – nämligen potentiell prestationshöjning och ett åsidosättande av idrottens anda – samtidigt som det inte uppfyller det tredje kriteriet, eftersom standardprotokoll innebär minimal hälsorisk.

Ledaren behandlar också praktiska och etiska motargument mot ett förbud, inklusive tDCS låga kostnad, relativa säkerhet, kravet på fortsatt träningsinsats samt den närmast omöjliga möjligheten till upptäckt eller övervakning. Genom att dra paralleller till accepterade prestationshjälpmedel såsom mindfulness, kosthållning och höghöjdstält, dras slutsatsen att ett totalt förbud kan driva användningen under jord och hindra öppen vetenskaplig granskning.

I stället förespråkas strikt långsiktig säkerhetsmonitorering, transparent forskning och en nyanserad policydesign som särskiljer terapeutiska från prestationsinriktade användningar. I slutändan presenteras tDCS som en ”fortfarande laglig” men etiskt omstridd innovation i framkanten av sportteknologi, och uppmanar intressenter att balansera principerna om fair play med vetenskapliga bevis medan debatten om neurodoping fortsätter att utvecklas.

REFERENSER