Neurofeedback školení pro starší dospělé

Pozadí:

Subklinické příznaky deprese a úzkosti jsou běžné u starších dospělých, přičemž některé odhady naznačují, že tyto příznaky jsou přítomny u 10–52 % starších dospělých žijících v komunitě. Některé studie ukázaly, že u starších dospělých se subklinickou depresí a úzkostí je pravděpodobnější, že budou později v životě diagnostikováni s afektivními poruchami a mírnou kognitivní poruchou nebo demencí, než u těch s nízkou úrovní relevantních symptomů. Intervence u starších lidí se zvýšenými subklinickými příznaky deprese a úzkosti jsou tedy klíčové pro prevenci afektivních poruch a demence v pozdním věku. Během negativních emocionálních zážitků hraje prefrontální kůra (PFC) klíčovou roli při snižování aktivity. Dysfunkce PFC může způsobit různé příznaky nálady a úzkosti.

Neurofeedback trénink je nefarmaceutická neurorehabilitační technika, která může potenciálně zlepšit prefrontální funkci a zlepšit duševní zdraví a kognitivní funkce. Tato technika využívá senzorickou zpětnou vazbu k tomu, aby naučila jednotlivce samoregulovat specifické mozkové aktivity s cílem navodit dlouhodobou neuroplasticitu a funkční zlepšení. Tradičně byl trénink neurofeedbacku prováděn pomocí EEG a mnoho výzkumů aplikovalo takové tréninkové intervence pro léčbu různých psychiatrických poruch. V posledních letech vzrostl zájem o použití fNIRS k poskytování neurofeedbackového tréninku. Základní mechanismus takového tréninku s fNIRS se liší od mechanismu tréninku s EEG. Ve srovnání s EEG má fNIRS nižší časové rozlišení, ale vyšší prostorové rozlišení a je odolnější vůči pohybovým artefaktům. Jedna nedávná studie navíc ukázala, že pacienti se sociální úzkostnou poruchou měli po tréninku neurofeedbacku fNIRS snížené symptomy úzkosti.

Výzkumný plán a metodika:

Design: Tento navrhovaný projekt byl navržen v souladu se současným konsensem o podávání zpráv a experimentálním designu klinických a kognitivně-behaviorálních neurofeedback studií. Účastníci budou náhodně a rovnoměrně rozděleni do jedné ze tří tréninkových skupin pro neurofeedback: (1) simulace, (2) EEG a (3) fNIRS. Každý účastník absolvuje neurofyziologické vyšetření (1) před, (2) bezprostředně po intervenci a (3) 1 měsíc po intervenci.

Účastníci: 90 starších dospělých bez demence bude přijato prostřednictvím inzerátů v PolyU a nevládních organizacích. Kritéria pro zařazení jsou: (i) věk 60-79 let; (ii) praváctví podle zkráceného formuláře Edinburgh Handedness Inventory; (iii) střední nebo vyšší skóre na alespoň jedné ze subškál deprese a úzkosti (ale ne nezbytně na obou) škály deprese a úzkosti-21 (DASS-21); (iv) žádná anamnéza neurologické nebo psychiatrické poruchy; (iv) bez anamnézy traumatického poranění mozku vyžadujícího hospitalizaci; (vi) v současné době neužívá psychotropní léky; (vii) schopnost číst tradiční čínštinu; (viii) normální vidění nebo vidění zkorigované na normální; a (ix) skóre alespoň 19 v kognitivním hodnocení Hong Kong Montreal Cognitive Assessment (HK-MoCA).

Kritéria pro zařazení, která jsme plánovali použít, byla založena na kritériích používaných v prefrontálních neurofeedbackových studiích u poruch nálady nebo úzkosti. Účastníci jsou obvykle vybíráni na základě určitého prahu symptomů deprese nebo úzkosti, přičemž kognitivní ani mozková dysfunkce nepředstavuje kritérium pro zařazení. Nicméně, protože variace v kognitivních a PFC funkčních úrovních mohou ovlivnit odpověď na léčbu, budou následné analýzy zvažovat základní kognitivní a PFC funkční úrovně.

Studijní postupy: Potenciální účastníci budou nejprve podrobeni screeningovému hodnocení k posouzení způsobilosti. Způsobilé osoby budou pozvány do PolyU k hodnocení a školení. Školení bude zahrnovat 10 60minutových lekcí během 4 týdnů. Každá lekce bude zahrnovat 25 minut efektivního tréninkového času, s celkovou dobou tréninku 250 minut, v souladu s nedávnými doporučeními. Kromě toho účastníci provedou 3 experimentální úkoly za současného záznamu EEG-fNIRS a vyplní několik dotazníků ve 3 časových bodech, jak je popsáno v části „Neurofyziologické hodnocení“. Mnoho studií prokázalo, že EEG, fNIRS a neurofeedback trénink lze aplikovat na starší dospělé nad 70 let a dokonce i na jedince s demencí. Očekáváme proto, že starší dospělí, kteří jsou vyšetřeni na demenci HK-MoCA, budou schopni dodržovat protokoly hodnocení i školení.

Školení neurofeedbacku: Během školení budou účastníci požádáni, aby postupovali podle pokynů na obrazovce počítače. Absolvují pět kol výcvikového úkolu. Každé kolo začíná 30sekundovou odpočinkovou fází, po níž následuje 4,5minutová fáze seberegulace. Během odpočinkové fáze se na obrazovce objeví fixační kříž a účastníci dostanou pokyn, aby seděli v klidu a relaxovali. Během regulačního období budou účastníci požádáni, aby provedli změnu čtverce z bílé na černou (tj. vnitřní společenská odměna), ale nedostanou konkrétní strategie. Tmavá barva bude představovat zvýšení buď frontální alfa asymetrie nebo frontální oxyhemoglobinové (HbO) asymetrie. Aktuální hodnoty budou porovnány s 20-ti sekundovou předregulační základní linií. Ve falešném stavu obdrží účastníci vizuální zpětnou vazbu na základě přednahrávek a/nebo nahrávek jiných účastníků. Účastníci absolvují 3minutovou přestávku před a po každém tréninku, aby mohli sledovat změny v klidové mozkové aktivitě v rámci a napříč lekcemi.

Během každého tréninku bude k montáži senzorů EEG a fNIRS použita čepice přizpůsobená velikosti hlavy účastníka. Nastavení hardwaru bude pro všechny skupiny stejné, aby bylo zajištěno, že účastník i experimentátor budou oslepeni. Pro záznam EEG zesilovačem ANT eego rt8 (ANT Neuro, Hengelo, Nizozemsko) budou elektrody umístěny na Fp1, F3, F4, Fz, Fpz, Cz, GND (zem), spodní VEOG a na dvou ušní boltce (odkazy). Data budou shromažďována při 2 048 Hz. Aby byl fNIRS zaznamenáván nositelným systémem OctaMon+ (Artinis Medical Systems, Gelderland, Nizozemsko), dva zdroje, každý obklopený čtyřmi detektory umístěnými přibližně 3 cm od sebe, budou umístěny na temeni hlavy tak, aby dva kanály blízko mozkové štěrbiny na každé straně hemisfér jsou obklopeny F3 a F4. Data budou vzorkována při 50 Hz. V závislosti na tréninkové skupině bude jako cílový cíl zvolena frontální asymetrie ve smyslu rozdílu výkonu alfa (8-13 Hz) mezi F3 a F4 a střední změny koncentrace HbO mezi levým a pravým PFC. Pro obě skutečné tréninkové skupiny bude streamování dat v reálném čase prováděno pomocí Lab Streaming Layer a OpenVibe podle zveřejněných pokynů.

Neurofyziologické hodnocení: Neurofyziologické hodnocení po dobu 1,5 hodiny bude provedeno v každém ze 3 časových bodů (před, po a 1měsíčním sledování), aby se vyhodnotily účinky tréninku neurofeedbacku. Účastníci dokončí DASS-21 (čínská verze), aby změřili své symptomy deprese a úzkosti za poslední týden; nemocniční škála úzkosti a deprese (HADS; čínská verze) k měření jejich známek úzkosti a deprese během předchozího týdne; Pittsburghský index kvality spánku k měření kvality spánku za poslední měsíc; stupnice spokojenosti se životem (čínská verze) ke kvantifikaci jejich obecné životní spokojenosti; a Lawton Instrumental Activities of Daily Living Scale (IADL; čínská verze) k posouzení dovedností nezávislého života. Účastníci také dokončí tři počítačové úkoly k posouzení různých složek frontální kognitivní funkce při simultánních měřeních EEG-fNIRS za použití stejného nastavení jako trénink neurofeedbacku. Při první návštěvě účastníci také absolvují HK-MoCA pro screening demence. Bezprostředně po intervenci budou dotázáni, zda znají přidělení své léčebné skupiny ke kontrole síly zaslepení.

Každý hodnotící úkol (otevřené oči, emoční Stroop, n-back) navržený pro tento výzkum bude obsahovat obtížnou a snadnou podmínku. Test otevřených očí se používá k tomu, aby přístroj změřil základní linii aktivace, když účastníci otevřou oči. Vyžaduje, aby účastníci měli oči otevřené po dobu 3 minut. Úloha Emoční Stroop se používá k posouzení inhibiční kontroly. Účastníkům se zobrazí fotografie různých emocí s nesouvisejícími tradičními čínskými názvy emocí. Jsou požádáni, aby pojmenovali fotografie podle emocí. Vyžaduje od účastníků, aby potlačili své emoce vedené formulacemi a reagovali na obsah fotografie. Rozdíly v přesnosti a střední reakční době (RT) a změny prefrontální koncentrace HbO a síly theta mezi těmito dvěma podmínkami budou závislými proměnnými. Úloha n-back se používá k posouzení pracovní paměti. Během úkolu se účastníkům zobrazí sekvence číslic a jsou požádáni, aby stisknutím tlačítka posoudili, zda číslice, kterou vidí, je nula (0-zpět; snadné) nebo stejná jako číslice, kterou viděli před dvěma pokusy (2-zpět; obtížná ). Rozdíly v přesnosti a střední RT a změny prefrontální koncentrace HbO a síly theta mezi těmito dvěma stavy budou závislými proměnnými.

Analýza dat: V tomto projektu jsou primárními měřítky výsledku měření nálady a úzkosti (tj. skóre DASS-21 a HADS) a sekundárními měřítky výsledku jsou výkon úkolů a měření PFC, stejně jako další měření duševního zdraví. Výsledky měření budou analyzovány podle kontrolního seznamu CRED-nf. Lineární smíšené modely se skupinou (sham, EEG, fNIRS), časem (základní stav, post, sledování) a stavem (snadné, obtížné) jako pevné faktory; a subjekt jako náhodný faktor bude použit k analýze údajů o chování, fNIRS a EEG. Očekáváme, že účastníci ve dvou skutečných neurofeedback tréninkových skupinách prokážou významné zlepšení v duševním zdraví, kognitivních funkcích a funkci frontálního laloku na postu a následném hodnocení ve srovnání s účastníky falešné skupiny. Kromě toho budeme hodnotit rozdíly v pre-post změnách duševního zdraví a kognitivních funkcí mezi dvěma skutečnými tréninkovými skupinami. Kromě toho budeme zkoumat korelaci mezi základními kognitivními a PFC funkčními úrovněmi a před post změnami ve skóre DASS-21, abychom objasnili individuální rozdíly v odpovědi na léčbu pro každou skupinu neurofeedbacku.