Visuelle und auditive Neuromodulation der Schmerzwahrnehmung

Die Studie erfordert sieben aufeinanderfolgende Teilnahmetage: zwei persönliche Termine, Tag 1 und 7, und selbstgesteuerte Übungen zu Hause, Tage 2-7. Beide persönlichen Termine finden im fNIRS-Labor des University of Michigan Center for statt Menschliches Wachstum und Entwicklung. Die Teilnehmer werden nach dem Zufallsprinzip in zwei gleich große Gruppen eingeteilt:

1. Interozeptives Atembewusstsein durch die Verwendung von Audio- und visueller virtueller Technologiehilfe Die Teilnehmer werden gebeten, sich auf ihre Atmung zu konzentrieren, während sie (a) ihre Atemgeräusche mit Kopfhörern hören und (b) das 3-D-Bild ihrer Lunge beim Ein- und Ausatmen in echt beobachten -Zeit mit der virtuellen 3D-Bildgebungsausrüstung Oculus Rift und dem Plethysmographie-Gürtel. Während dieser Zeit werden fNIRS- und tQST-Daten erhoben (weitere Einzelheiten siehe unten).
2. Kontrolle: Interozeptives Atembewusstsein ohne Verwendung von Audio- oder visueller virtueller Technologiehilfe Die Teilnehmer werden gebeten, sich auf ihre Atmung zu konzentrieren. Während dieser Zeit werden fNIRS- und tQST-Daten erhoben (weitere Einzelheiten siehe unten).

Jeder persönliche Termin wird voraussichtlich eine Stunde dauern, mit 3x täglichen Sitzungen zu Hause, die jeweils 5 Minuten dauern. Anleitungen für die Sitzungen zu Hause werden zur Verfügung gestellt. Jeder Teilnehmer muss alle 7 Sitzungen an 7 aufeinanderfolgenden Tagen plus oder minus einem Tag absolvieren. Der Gesamtzeitaufwand beträgt 3 Stunden 15 Minuten. Wenn während einer Sitzung eine Gerätefehlfunktion auftritt, die die Datenerfassung beeinträchtigt oder verhindert, kann der Teilnehmer gebeten werden, zu einem weiteren Termin zurückzukehren, um die Sitzung abzuschließen.

Die erste Sitzung beginnt mit der Dokumentation der Zustimmung des Probanden, gefolgt von der Durchführung einer demografischen Umfrage. Zu Beginn aller Sitzungen werden die Probanden gebeten, Fragebögen zu ihren aktuellen Schmerzniveaus und emotionalen Zuständen auszufüllen, einschließlich des McGill Pain Questionnaire (MPQ) und des Positive and Negative Affect Schedule (PANAS). Die Basisdaten der thermischen quantitativen sensorischen Tests (tQST) werden auch durch 3 Versuche zur Wärmeverabreichung erhoben (weitere Einzelheiten siehe unten). Die Teilnehmer werden dann mit Kopfhörern, virtuellen 3D-Bildgebungsgeräten Oculus Rift, Plethysmographie-Gürtel, fNIRS-Sensoren, thermoquantitativen sensorischen (tQST) Sensoren mit Haltevorrichtung und einem Pulsoximeter auf einem Behandlungsstuhl sitzen. Ein einzelner, einseitiger tQST-Sensor wird am linken Unterkiefernervenast des Trigeminus-Hirnnervs, V3, lokalisiert. Die fNIRS-Sensoren werden am Kopf getragen und für eine optimale Bildgebung des Gehirns positioniert. Alle fNIRS-Daten werden mit der Homer 2-Software gesammelt und analysiert. Das Pulsoximeter wird über einen Finger geklemmt, um während der Sitzung den allgemeinen Blutsauerstoffgehalt im Körper zu messen.

Sobald der Teilnehmer sitzt, die Ausrüstung trägt und an das fNIRS-Gerät angeschlossen ist, findet Folgendes für die beiden experimentellen Sitzungen zur Atemwahrnehmung statt:

1. Die Teilnehmer werden gebeten, sich fünf Minuten lang zu entspannen, um die Basisdatenerfassung des funktionellen Ruhezustands des Patienten zu ermöglichen.
2. Nach 5 Minuten der Basislinienerfassung beginnt die interozeptive Atemwahrnehmung (mit oder ohne den Einsatz von Technologie) für einen Zeitraum von 10 Minuten, während dessen fNIRS- und Pulsoximeterdaten erfasst werden.
3. Nach 10 Minuten der Atembewusstseinsübung beginnt das thermische QST mit dem Medoc (Israel) Pathway System. Die Haltevorrichtung mit dem QST-System verabreicht einen heißen Stimulus an einem konstanten Ort und Druck von einer Basistemperatur von 30 Grad Celsius (86 Fahrenheit), als Referenz beträgt die durchschnittliche normale Körpertemperatur 37 Grad Celsius (98,6 Fahrenheit). Der Teilnehmer steuert die Heizeinheit mit einer Computertastatur. Die Temperatur steigt allmählich um 1 Grad Celsius pro Sekunde auf bis zu 50 Grad Celsius (122 Fahrenheit). Bei der ersten Erkennung von Schmerzen wird der Proband angewiesen, auf die Leertaste der Tastatur zu klicken, um den Temperaturanstieg zu stoppen. Dieser Vorgang wird zwanzig Mal wiederholt, um einen genauen Durchschnittstemperaturwert zu erhalten. Während der 20 Studien werden die Teilnehmer das interzeptive Atembewusstsein weiterführen und fNIRS- und Pulsoximeter-Daten werden weiterhin erfasst.
4. Nach Abschluss aller 20 tQST-Versuche werden die Teilnehmer gebeten, die Atembewusstseinsübung zu unterbrechen, und es werden erneut fünf Minuten Ruhefunktionszustand gesammelt. Sobald der Ruhezustand erfasst ist, werden alle Geräte und Sensoren ausgeschaltet und vom Teilnehmer entfernt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Teilnehmer erneut die Stimmungs- und Schmerzumfragen ausfüllen und 3 Versuche mit tQST-Daten nach der Stimulation werden gesammelt.

Virtuelle Audio- und visuelle Technologie: Kopfhörer, Mikrofon und Oculus Rift werden mit dem Mobilgerät verbunden. Atemgeräusche werden von einem Mikrofon aufgenommen und dem Teilnehmer über die Kopfhörer wiedergegeben. Die Geräusche beim Ein- und Ausatmen werden von der App identifiziert und das Atemvolumen wird über einen Plethysmographie-Gürtel identifiziert, der eine ordnungsgemäße Synchronisierung des virtuellen Lungenbildes auf dem Oculus mit der eigenen Lunge des Teilnehmers ermöglicht. Die Verarbeitung und Wiedergabe dieser Informationen erfolgt in weniger als einer Sekunde, sodass der Teilnehmer die virtuelle Umgebung in Echtzeit erleben kann. (d.h. Die Teilnehmer können ein 3D-Bild ihrer Lunge sehen, die sich aufbläst und entleert, während sie gleichzeitig ihrer Atmung lauschen, für ein wirklich immersives Erlebnis).