Forbedring af synsfeltunderskud med ikke-invasiv hjernestimulering

Transkraniel strømstimulering Non-invasiv transkraniel strømstimulering (tCS) har været sikkert brugt hos mennesker i årtier. Ikke-invasive strømstimuleringsteknikker bruger batteridrevne strømgeneratorer, der har et indbygget kredsløb til at begrænse strømmen over et vist niveau, typisk 2 mA (milliampere). tCS er blevet brugt i vid udstrækning i løbet af det sidste årti og har vist ikke-signifikant risiko for deltagere (Antal et al., 2017; Brunoni et al., 2011; Iyer et al., 2005; Nitsche et al., 2008; Nitsche & Paulus, 2011 ) Denne undersøgelse bruger tilfældig støj (dvs. tRNS), hvilket resulterer i, at der påføres mindre nettoladning end i tDCS (transkraniel jævnstrømsstimulering). Der er begrænset rapportering af bivirkninger fra tCS ved brug af vekselstrøm (tACS) eller tilfældig støj (tRNS) i litteraturen. Undersøgelser, der har brugt tACS, har også rapporteret bivirkninger, der ligner effekter beskrevet i tDCS-litteraturen, for eksempel hovedpine, fornemmelser under elektroderne og visuelle fornemmelser (Antal et al., 2017; Antal et al., 2008; Brignani et al., 2013). Bivirkninger, der er blevet beskrevet i tCS-litteraturen, er beskrevet her for at give en konservativ vurdering af mulige bivirkninger. De mest almindelige bivirkninger forbundet med tCS ifølge de seneste tilgængelige data er: (Antal et al., 2017; Nitsche & Paulus, 2011; Feurra et al., 2013)

Fornemmelser rapporteret af forsøgspersoner under elektroden for tDCS:

(Disse fornemmelser kan nogle gange fortsætte gennem hele og i en kort periode efter afslutning af tCS, men forsvinder normalt kort efter påbegyndelse af tCS)

Mild prikken (20-70 %) Let kløe (30-40 %) Let svie (10-22 %) Ubehag eller mild smerte (10-18 %)

Rapporterede virkninger, der kun opstår under tCS:

Visuel fornemmelse under til- og frakobling af stimulationen (11 %)

Andre effekter, der kan opstå både under og efter tCS omfatter:

Moderat træthed (35%) Rødme i huden (30%) Hovedpine (10-15%) Koncentrationsbesvær (11%)

Derudover er følgende sjældne bivirkninger blevet beskrevet:

Kvalme (3%) Nervøsitet (<5%) Ringen for øret (<1%) Hypomani er blevet rapporteret hos nogle få deltagere, der fik tDCS for bipolar lidelse og depression, men aldrig hos normale kontroller. Forsøgspersoner med en historie med en psykiatrisk lidelse vil blive udelukket fra undersøgelsen.

Selvom det aldrig er blevet rapporteret i tCS, er anfald en teoretisk risiko. Et konsensuspapir understøtter, at et tCS (inklusive tRNS brugt i denne protokol) relateret anfald aldrig er blevet rapporteret i litteraturen, herunder undersøgelser udført i ældre forsøgspersoner og emner efter slagtilfælde (Antal et al., 2017).

tRNS-besøg: tRNS-studiebesøgene vil blive gennemført på BIDMC. Deltagerne får lov til at gå glip af op til 15 % af besøgene. Yderligere sessioner vil blive tilføjet for at nå det forventede antal besøg, hvis det er inden for en rimelig tidsramme som bestemt af investigator.

Gennemgang af tRNS-bivirkninger og uønskede hændelser vil blive afsluttet dagligt før og efter stimulering. Eventuelle ændringer i medicin eller sygehistorie vil blive vurderet på daglig basis.

Opsætning til tRNS, som inkluderer placering af en hætte og/eller bånd med elektroder på deltagerens hoved og påføring af gel under elektroder - stimulering vil blive påbegyndt, når det visuelle træningsprogram er sat op og klar til at blive lanceret (eller straks, hvis deltageren ikke er i visuel stim gruppe) Stim/sham vil blive administreret. Dette vil vare i 20-30 minutter. Hvis deltageren er i den visuelle træningsgruppe, udfører de den computerbaserede opgave under denne stimulation/sham.

Inden for hver gruppe vil halvdelen af ​​kohorten blive stimuleret med tRNS, og den anden halvdel vil blive sham-stimuleret. Den V1-læsionerede hjernehalvdel hos VFD-personer og det homologe område i den raske halvkugle vil blive målrettet. For tRNS vil 20 - 30 minutter af 1,0 mA strøm blive leveret til elektroder bilateralt placeret over O1/O2 (Herpich et al., 2019). Strømretningen vil svinge tilfældigt inden for et højfrekvensområde (101-640Hz). For sham vil de samme stimulationsparametre blive brugt som i den aktive tilstand, bortset fra at stimulatoren vil blive programmeret til at slukke efter en 20s rampe op til 1,0 mA. Med denne "fade-in"-procedure rapporterer deltagerne lignende hovedbundsfornemmelser for både reel stimulation og falsk stimulation. Alle enheder, der bruges til stimulering, har "blinde tilstande", hvor undersøgeren og deltageren er blindet over for typen af ​​stimulation.

Overvågning og sikkerhedsplan Bivirkninger vil blive indsamlet fra starten af ​​forsøgsprotokollen til slutningen af ​​studiedeltagelsen. Alle uønskede hændelser, uanset tilskrivning til tRNS eller før/efter vurderinger, vil blive indsamlet og registreret ved hjælp af en standardformular for bivirkninger. Deltagerne vil dagligt blive spurgt om tilstedeværelsen af ​​sådanne begivenheder på en åben måde. Intensiteten af ​​hver bivirkning vil blive klassificeret som mild, moderat eller svær. Hvis der indtræffer en hændelse, som ikke er forventet (fx ikke beskrevet i forskningsprotokollen), der indikerer en ændring fra baseline i kognition eller syn og/eller kræver øjeblikkelig opmærksomhed, såsom et anfald, skal undersøgelsens MD (eller dækkende investigator) vil blive informeret i realtid for at vurdere begivenheden, rådgive om øjeblikkelig pleje af deltageren og for at bestemme de nødvendige rapporteringstrin. Eventuelle hændelser, der er alvorlige eller uventede af karakter, sværhedsgrad eller hyppighed sammenlignet med de risici, der er beskrevet i undersøgelsesplanen, vil blive gennemgået af hovedinvestigatoren for at bestemme forholdet mellem hændelsen og undersøgelsen. Rapporterbare hændelser vil blive indsendt til BIDMC i henhold til fastlagte politikker.

En autoriseret læge, legitimeret hos BIDMC, vil være tilgængelig via personsøger under alle tRNS-besøg hos BIDMC. Desuden er den person, der anvender tRNS, trænet til løbende at vurdere deltagere under sessioner for at overvåge for ubehag, for at identificere tidlige symptomer på synkope (f.eks. svedtendens, bleghed) og genkendelse af anfald. Derudover er alt personale uddannet til at anvende grundlæggende foranstaltninger for at holde deltagerne sikre. For eksempel, hvis en deltager oplever præ-synkopale symptomer eller en synkopal hændelse, vil der blive ydet øjeblikkelig pleje for at lindre symptomerne (fx vil de blive placeret i en tilbagelænet stilling). Derudover står forskningssygeplejerskerne i Centret til rådighed for at bistå med hurtig vurdering af deltageren, implementering af genopretningstiltag og overvågning efter behov.

Rekruttering Strokepatienter vil blive rekrutteret fra Stroke Unit på Beth Israel Deaconess Medical Center. En indledende triage vil bestemme det oprindelige niveau af synsfeltunderskud i den akutte fase ved at inspicere deltagernes diagrammer retrospektivt og se på NIH Stroke Scale (NIHSS) elementerne for visuelle underskud. Patienter, der viser sig med synsfeltsvigt og overholder inklusions- og eksklusionskriterierne, vil blive kontaktet og inviteret til at deltage.

Personer, der er interesserede i undersøgelsen, bedes kontakte Center for Non-invasiv Hjernestimulation på BIDMC. En forskningsassistent vil forklare undersøgelsens formål og design. Hvis deltageren er interesseret i undersøgelsen, vil der blive gennemført et telefoninterview for at udelukke nogle eksklusionskriterier. Hvis deltageren kvalificerer sig til undersøgelsen, vil han eller hun blive inviteret til BIDMC, hvor undersøgelsen vil blive forklaret igen i detaljer, og deltageren bliver bedt om omhyggeligt at læse og til sidst underskrive den skriftlige samtykkeformular inden deltagelse i undersøgelsen. Deltageren opfordres til at stille spørgsmål.

Prøvestørrelse og kohorteopdelinger. Denne undersøgelse er designet til at teste: (1) anvendeligheden af ​​forskellige visuelle tests, herunder typiske psykofysiske tests, i evalueringen af ​​synsforstyrrelser efter visuelle corticale skader hos voksne; og (2) effekten af ​​visuel genoptræning kombineret med ikke-invasiv hjernestimulering til at genvinde visuel perception efter visuel kortikal skade hos voksne deltagere. Baseret på foreløbige resultater vil 92 deltagere med synsfeltdefekter blive tilmeldt. Disse tal er baseret på en stikprøvestørrelsesberegning fra offentliggjorte resultater, hvor forekomsten af ​​at deltagere reagerede positivt var 60 % (Herpich et al., 2019). Det forventes, at undersøgelsesgruppen vil vise en incidens på 75 % med en alfa på 0,05 og en potens på 80 %. Den anslåede stikprøvestørrelse er 78. Men på grund af det potentielle høje frafald (15%), vil 92 deltagere blive tilmeldt.

92 iskæmiske slagtilfælde-inducerede VFD-deltagere vil blive rekrutteret til at tage højde for nedslidning/screen-outs med det formål at fuldføre 78 evaluerbare forsøgspersoner (15 % nedslidningsrate). Kroniske og subakutte VFD-deltagere vil blive rekrutteret til begge grupper. Inden for gruppe 1 (Træning + Stimulering) vil der være 36 kroniske og 10 subakutte forsøgspersoner. Inden for gruppe 2 (kun stimulering) vil der være 36 kroniske og 10 subakutte forsøgspersoner. Inden for alle undergrupper vil forsøgspersoner have en 50% chance for reel vs sham stimulering. Subakut defineres som mindre end 6 måneder efter slagtilfælde før indtræden i undersøgelsen. Kronisk defineres som mere end 6 måneder efter slagtilfælde før indtræden i undersøgelsen.

Statistisk analyse Elevens t-teststatistik og multifaktorielle ANOVA-design vil blive brugt til at demonstrere betydningen af ​​effekterne. Baseret på lignende forsøg med dyr og normale mennesker, og givet de videnskabelige mål, er stikprøvestørrelsen passende og tilstrækkelig. Det primære endepunkt er: forbedring af bevægelsesdiskriminationsopgaven efter træning inden for det mangelfulde synsfelt. Sekundære endepunkter er: (a) forbedring af The National Eye Institute 25-Item Visual Function Questionnaire (NEI-VFQ-25); (b) reduktion af det blinde område i synsfelterne målt ved Humphrey-perimetri. Analyse vil blive udført ved hjælp af MATLAB. Data vil blive gemt i R-drevet på BIDMC. EEG-dataanalyse: Off-line inspektion og fjernelse af alle EEG-epoker med artefakter (f.eks. øjenblink og øjenbevægelser) vil blive udført før gennemsnitsberegning. Der vil være 60-100 gentagelser af hver tilstand med <15 % afviste forsøg i alle forsøgspersoner. Gennemsnit vil blive beregnet for hvert individ for hver elektrode og hver stimulustilstand. Gennemsnitlige svar vil blive brugt til at identificere bølgeformkomponenter af interesse (P1, N1, N2, P2 og sene peaks). Spidsamplituder og latenser for N200-komponenten i forhold til bevægelsesstart vil blive analyseret separat for vandrette (venstre, højre) og radiale (ind, ud) stimuli. Peak N200-amplituder og latenser fra alle steder vil blive indtastet i blandede mål ANOVA-design med gruppe som en mellem-emne-faktor og elektrodested (f.eks. Fz, FCz, Cz, CPz, Pz, Oz) som en inden for fagfaktor. Drivhus-Geisser-justering for frihedsgrader vil blive brugt til optagelsesstedsfaktoren på grund af de iboende krænkelser af de gentagne foranstaltningers antagelser om sfæricitet. Hvor det er relevant, vil post-hoc analyser blive udført ved hjælp af Tukeys HSD-test og en familiemæssig type I fejlrate på 0,05.

Datasikkerhed og revision For at beskytte fortroligheden og privatlivets fred for beskyttede sundhedsoplysninger vil hvert forsøgsperson blive tildelt et unikt kodenummer. En separat log, der forbinder deltagerens navn med undersøgelsesnummer og identifikatorer, opbevares i en adgangskodebeskyttet datafil, som kun er tilgængelig for undersøgelsens efterforskere. Navne vil ikke blive givet til eksterne kilder andre end personalet på Center for Brain Science MRI-protokollen, når forsøgspersonerne har underskrevet samtykke og indvilliget i at deltage i undersøgelsen, hvis det kræves. Der vil ikke blive offentliggjort nogen identifikationsoplysninger, hvori en deltager kan skelnes. Data fra denne undersøgelse vil blive indtastet og gemt i et sikret drev, der er tilgængeligt for efterforskere af undersøgelsen bag BIDMC-firewallen. Alle nødvendige oplysninger på et andet center vil blive givet via sikret e-mail og/eller sikker filoverførsel.