Фронтополярная кора и принятие решений: нулевые эффекты прерывистой (двублочной) катодной транскраниальной стимуляции постоянным током
DOI:
https://doi.org/10.17323/1813-8918-2026-3-442-453Ключевые слова:
принятие решений, исследование, эксплуатация, транскраниальная электрическая стимуляция постоянным током, фронтполярная кораАннотация
Фронтополярная кора (ФПК) вовлечена в реализацию когнитивного контроля высокого уровня, включая логическое (модельно-ориентированное) рассуждение, когнитивное разветвление и регуляцию баланса между поиском нового и использованием уже известного (Koechlin, 2020). Хотя нейровизуализационные исследования предоставили убедительные корреляционные данные, каузальные выводы остаются ограниченными. В настоящей работе мы проверили, ухудшает ли подавление активности правой ФПК эффективность принятия решений. Двадцать здоровых молодых взрослых участников в разные сессии получали катодную транскраниальную стимуляцию постоянным током (tDCS) над правой ФПК и фиктивную стимуляцию. Использовалась биполярная схема расположения электродов с двумя 10-минутными блоками катодной tDCS, разделенными 3-минутной паузой. После этого участники выполняли поведенческую задачу на принятие решений, адаптированную на основе модели каскадного процесса. Эффективность оценивалась по показателям точности, частоты ошибок и пропусков ответов. Ни по одному из показателей не было выявлено значимых различий между группой активной стимуляции и группой фиктивной стимуляции, даже после исключения участников с нетипичными кривыми научения. Эти нулевые результаты воспроизводят наши предыдущие данные, полученные с использованием высокоразрядной tDCS (Timokhov et al., 2025), и дополняют растущий массив свидетельств о том, что однократная tDCS оказывает нестабильные или пренебрежимо малые эффекты на высшие когнитивные функции. Хотя наши результаты не ставят под сомнение причинную роль ФПК в принятии решений, они подчеркивают необходимость увеличения выборок, применения онлайн- или мультисессионных протоколов, индивидуального моделирования электрического поля и использования парадигм, более избирательно затрагивающих процессы, зависимые от ФПК.
Библиографические ссылки
Bogdanov, M., Bustamante, L. A., Devine, S., Sheldon, S., & Otto, A. R. (2025). Noninvasive brain stimulation over the frontopolar cortex promotes willingness to exert cognitive effort in a foraging-like sequential choice task. Journal of Neuroscience, 45(10), Article e0647242024. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0647-24.2024
Brunoni, A. R., & Vanderhasselt, M.-A. (2014). Working memory improvement with non-invasive brain stimulation of the dorsolateral prefrontal cortex: A systematic review and meta-analysis. Brain and Cognition, 86, 1–9. https://doi.org/10.1016/j.bandc.2014.01.008
Domenech, P., Rheims, S., & Koechlin, E. (2020). Neural mechanisms resolving exploitation-exploration dilemmas in the medial prefrontal cortex. Science, 369(6507), Article eabb0184. https://doi.org/10.1126/science.abb0184
Donoso, M., Collins, A. G. E., & Koechlin, E. (2014). Foundations of human reasoning in the prefrontal cortex. Science, 344(6191), 1481–1486. https://doi.org/10.1126/science.1252254
Faul, F., Erdfelder, E., Lang, A.-G., & Buchner, A. (2007). G*Power 3: A flexible statistical power analysis program for the social, behavioral, and biomedical sciences. Behavior Research Methods, 39(2), 175–191. https://doi.org/10.3758/BF03193146
Filmer, H. L., Ehrhardt, S. E., Shaw, T. B., Mattingley, J. B., & Dux, P. E. (2019). The efficacy of transcranial direct current stimulation to prefrontal areas is related to underlying cortical morphology. NeuroImage, 196, 41–48. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2019.04.026
Horvath, J. C., Forte, J. D., & Carter, O. (2015). Quantitative review finds no evidence of cognitive effects in healthy populations from single-session transcranial direct current stimulation (tDCS). Brain Stimulation, 8(3), 535–550. https://doi.org/10.1016/j.brs.2015.01.400
Hsu, T.-Y., Juan, C.-H., & Tseng, P. (2016). Individual differences and state-dependent responses in transcranial direct current stimulation. Frontiers in Human Neuroscience, 10, Article 643. https://doi.org/10.3389/fnhum.2016.00643
Koechlin, E., & Hyafil, A. (2007). Anterior prefrontal function and the limits of human decision-making. Science, 318(5850), 594–598. https://doi.org/10.1126/science.1142995
Koechlin, E. (2020). Executive control and decision-making: A neural theory of prefrontal function. In D. Poeppel, G. R. Mangun, & M. S. Gazzaniga (Eds.), The cognitive neurosciences (6th ed., pp. 451–468). MIT Press.
Kuo, M.-F., & Nitsche, M. A. (2012). Effects of transcranial electrical stimulation on cognition. Clinical EEG and Neuroscience, 43(3), 192–199. https://doi.org/10.1177/1550059412444975
Mansouri, F. A., Koechlin, E., Rosa, M. G. P., & Buckley, M. J. (2017). Managing competing goals—A key role for the frontopolar cortex. Nature Reviews Neuroscience, 18(11), 645–657. https://doi.org/10.1038/nrn.2017.111
Medina, J., & Cason, S. (2017). No evidential value in samples of transcranial direct current stimulation (tDCS) studies of cognition and working memory in healthy populations. Cortex, 94, 131–141. https://doi.org/10.1016/j.cortex.2017.06.021
Minarik, T., Berger, B., Althaus, L., Bader, V., Biebl, B., Brotzeller, F., Fusban, T., Hegemann, J., Jesteadt, L., Kalweit, L., Leitner, M., Linke, F., Nabielska, N., Reiter, T., Schmitt, D., Spraetz, A., & Sauseng, P. (2016). The importance of sample size for reproducibility of tDCS effects. Frontiers in Human Neuroscience, 10, Article 453. https://doi.org/10.3389/fnhum.2016.00453
Monte-Silva, K., Kuo, M.-F., Hessenthaler, S., Fresnoza, S., Liebetanz, D., Paulus, W., & Nitsche, M. A. (2013). Induction of late LTP-like plasticity in the human motor cortex by repeated non-invasive brain stimulation. Brain Stimulation, 6(3), 424–432. https://doi.org/10.1016/j.brs.2012.04.011
Nitsche, M. A., Cohen, L. G., Wassermann, E. M., Priori, A., Lang, N., Antal, A., Paulus, W., Hummel, F., Boggio, P. S., Fregni, F., & Pascual-Leone, A. (2008). Transcranial direct current stimulation: State of the art 2008. Brain Stimulation, 1(3), 206–223. https://doi.org/10.1016/j.brs.2008.06.004
Nitsche, M. A., & Paulus, W. (2000). Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. The Journal of Physiology, 527(3), 633–639. https://doi.org/10.1111/j.1469-7793.2000.t01-1-00633.x
Opitz, A., Paulus, W., Will, S., Antunes, A., & Thielscher, A. (2015). Determinants of the electric field during transcranial direct current stimulation. NeuroImage, 109, 140–150. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2015.01.033
Raja Beharelle, A., Polana, R., Hare, T. A., & Ruff, C. C. (2015). Transcranial stimulation over frontopolar cortex elucidates the choice attributes and neural mechanisms used to resolve exploration–exploitation trade-offs. Journal of Neuroscience, 35(43), 14544–14556. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2322-15.2015
Stagg, C. J., Antal, A., & Nitsche, M. A. (2018). Physiology of transcranial direct current stimulation. The Journal of ECT, 34(3), 144–152. https://doi.org/10.1097/YCT.0000000000000510
Timokhov, V., Timashkov, A., & Zinchenko, O. (2025). No effect of preliminarily simulated cathodal HD-tDCS on the frontopolar cortex in the exploration-exploitation task. Scientific Reports, 15(1), Article 38153. https://doi.org/10.1038/s41598-025-22016-z
Woods, A. J., Antal, A., Bikson, M., Boggio, P. S., Brunoni, A. R., Celnik, P., Cohen, L. G., Fregni, F., Herrmann, C. S., Kappenman, E. S., Knotkova, H., Liebetanz, D., Miniussi, C., Miranda, P. C., Paulus, W., Priori, A., Reato, D., Stagg, C., Wenderoth, N., & Nitsche, M. A. (2016). A technical guide to tDCS, and related non-invasive brain stimulation tools. Clinical Neurophysiology, 127(2), 1031–1048. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2015.11.012
Zajkowski, W. K., Kossut, M., & Wilson, R. C. (2017). A causal role for right frontopolar cortex in directed, but not random, exploration. eLife, 6, Article e27430. https://doi.org/10.7554/eLife.27430
Ziemann, U., & Siebner, H. R. (2008). Modifying motor learning through gating and homeostatic metaplasticity. Brain Stimulation, 1(1), 60–66. https://doi.org/10.1016/j.brs.2007.08.003
