Transkraniaalinen tasavirtastimulaatio (tDCS) akuutin pelon hoitona (tDCS)

National Institutes of Mental Health (NIMH) on äskettäin havainnut, että neuropsykiatristen häiriöiden ymmärtämisen ja näiden sairauksien hoitojen kehittämisen suurin rajoitus on ollut kyvyttömyys tunnistaa havaittavan käyttäytymisen keskeisiä ulottuvuuksia, jotka ovat keskeisiä näille häiriöille ja liittyvät taustalla oleva neurobiologia mitattavien biomarkkerien avulla. Tämän projektin tarkoituksena on käsitellä tätä ongelmaa toteamalla, että norepinefriinin (NE) hermosolujen aktiivisuuden pupillamittaukset ovat havaittavissa olevan käyttäytymisen pelkoulottuvuuden biomarkkereita, joiden muutosten uskotaan olevan neuropsykiatristen tilojen, kuten ahdistuneisuushäiriöiden, ydinpiirteitä. Tutkijat määrittävät tämän biomarkkeri-kliinisen ulottuvuuden yhteyden vertaamalla ihmisten pupilliindeksejä hiilidioksidin (CO2) pelkoprovokaatiotestiin sekä näillä koehenkilöillä, joille tehdään transkraniaalista tasavirtastimulaatiota (tDCS) ennen CO2:n antamista ja sen jälkeen.

Osallistujat rekrytoidaan Dr. Krystalin laboratorioon Duke Universityssä, jossa on todistettu infrastruktuuri kliinisiä tutkimuksia varten. Tutkimusryhmä suunnittelee ottavansa mukaan yhteensä 240 tervettä vapaaehtoista henkilöä (ikähaarukka: 21-65 vuotta) saadakseen 100 tutkittavaa. Tämä ottaa huomioon odotetun epäonnistumisasteen: oppilaiden vasteen kuulotehtävässä (AOT) (25 %); sinulla on riittävä pelkoreaktio CO2-haasteeseen (50 % - relevantti 10 viimeiselle R21- ja kaikille R33-kohdeelle); ja täyttää muut seulontakriteerit.

R21-vaihe: Ensimmäiset 30 koehenkilöä käyvät läpi kaksi istuntoa, joiden välissä on 1 viikko ja joissa käytetään lupaavaa elektrodikonfiguraatiota (kolme lupaavaa konfiguraatiota testataan kukin 10 henkilön kohortissa) tDCS-stimulaation kanssa nousevalla sähköannoksella, jonka aikana pupillometriaa suoritetaan. suoritetaan kuuloparittomuustestin (AOT) vasteen määrittämiseksi. Enintään 5 tDCS-annosta ja valeannostusta testataan. Viimeiset 10 aihetta. Nämä koehenkilöt osallistuvat kaksoissokkoutettuun, kontrolloituun, satunnaistettuun, ristikkäiseen tutkimukseen kolmen istunnon aikana. Istunnossa 1 koehenkilöille tehdään sähköinen annostitraus tDCS-elektrodikonfiguraatiolla, joka on tuloksena 3 optimointikierrosta käyttäen samaa menettelyä kuin ensimmäisillä 30 koehenkilöllä, jotta määritetään pienin hyvin siedetty annos, joka vaimentaa AOT-pupillin vastetta, paitsi että maksimi Tässä istunnossa testataan 5 tDCS-annosta. Kolmannella ja neljännellä istunnolla (1 viikon välein) koehenkilöt saavat annosoptimoitua tDCS:ää ja kontrollihoitoa satunnaistetussa järjestyksessä sekä 7,5 % CO2:ta (LC-vasteen herättämiseksi) 20 minuutin ajan. 7,5 % CO2 toimitetaan meille esisekoitettuna Airgasin toimittamana. Näissä istunnoissa VAS-A ja State Trait Anxiety-Inventory (STA-I) annetaan 5 minuuttia ennen 20 minuutin istuntoa ja juuri sen jälkeen, ja Visual Analog Scale-Anxiety (VAS-A) hankitaan myös klo 5. , 10, 15 ja 20 minuutin pisteet CO2-hengityksestä. tDCS annetaan 20 minuutin CO2-inhalaatiojakson viimeisen 5 minuutin aikana. Koehenkilöitä tarkkaillaan tunnin ajan istunnon jälkeen turvallisuussyistä, ja heille tehdään tutkimuslääkärin arvio lähtemään soveltuvuudesta. Toisen hoitokerran jälkeen osallistuminen päättyy, paitsi että koehenkilöille kutsutaan seuraavana päivänä haittavaikutusten arvioimiseksi ja asianmukaista hoitoa tarjotaan, jos niitä havaitaan. R33-vaihe: 60 koehenkilöä osallistuu kaksoissokkoutettuun, satunnaistettuun, kontrolloituun, rinnakkaisryhmätutkimukseen. Heidät satunnaistetaan joko aktiiviseen hoitoon tai kontrollihoitoon, ja ensimmäisellä seulontakäynnillä heille tehdään sähköinen annostitraus edellä kuvatulla tavalla satunnaistetun hoidon osalta. Kaikissa titrauksissa tDCS-hoitojen välisen 5 minuutin aikana sokkoutettu tutkimusryhmän jäsen, jolla ei ole yhteyttä koehenkilöihin, laskee heidän AOT-pupillivasteensa ja ilmoittaa tDCS-hoitolääkärille, jatketaanko vai lopetetaanko titraus. Koehenkilöt, jotka on satunnaistettu kontrollihoitoon, läpikäyvät valetitrauksen, jossa pysäytystaso valitaan satunnaisesti R21-vaiheessa esiintyvien titraustulosten jakaumasta. Koehenkilöt palaavat sitten viikon kuluttua ja saavat optimaalisen tDCS-annoksen tai kontrollihoidon yhden hoitokerran ajan, kuten edellisessä kappaleessa on kuvattu. Ensisijainen tulos on VAS-A "pelottava" luokitus, joka saadaan tDCS/CO2-hengityksen lopussa. AOT-pupillin vaste saadaan 10 minuutin välein tDCS/CO2-inhalaatiojakson päätyttyä, jotta voidaan kartoittaa pysyvien vaikutusten kesto LC:hen. Tämän istunnon lopussa osallistuminen päättyy, paitsi että koehenkilöt kutsutaan seuraavana päivänä arvioimaan haittavaikutuksia ja tarvittaessa annettua hoitoa. R21-vaiheen alustavia tietoja käytetään perustelemaan laajempaa R33-tutkimusta, ja ennen R33-tutkimusvaiheen aloittamista hankitaan lisäys Institutional Review Boardin (IRB) protokollaan, jossa on hyväksyntä.

Pupillometriamenettely. Tiimi käyttää täysin liikkuvia SensoMotoric Instruments (SMI) Eye-tracking Glasses -laseja suorittaakseen pupillometriaa. Pupillin halkaisija tallennetaan jatkuvasti kummastakin silmästä näytteenottotaajuudella 60 Hz koehenkilön kasvoilla olevien lasien kautta. Tutkijat mittaavat pupillien koon lähtötilanteessa ja vasteena AOT:lle ja 7,5 % CO2:n antamiselle. Tiedot segmentoidaan aikakausiksi 0–12 sekuntia suhteessa kunkin ärsykkeen tai kokeellisen tilan hankinnan alkamiseen. Keskimääräinen pupilliläpimitta lasketaan sitten vastaavalle tilavuudelle ottamalla keskiarvo jäljellä olevista ei-artefaktaalisista näytteistä kyseisellä aikakaudella. Jos CO2-vaste on 7,5 %, pupillin halkaisija lasketaan keskiarvoksi 1 minuutin jaksoilta, kun koehenkilöt tuijottavat tummaa näyttöä pimeässä huoneessa. Tämä lasketaan lähtötilanteessa ja 5, 10, 15 ja 20 minuuttia CO2-inhalaation alkamisen jälkeen ja 5 minuuttia ja 30 minuuttia sisäänhengityksen jälkeen.

7,5 % CO2:n antaminen. 7,5 % CO2:ta hengitetään 20 minuutin ajan. Koehenkilöitä neuvotaan välttämään alkoholia 36 tuntia ja kofeiinia 12 tuntia ennen testiä ja syömään kevyt lounas vähintään tuntia ennen testiä. Hedelmällisessä iässä oleville naisille tehdään virtsaraskaustesti molempina kaasualtistuksen päivinä, ja negatiivinen tulos tarvitaan tutkimukseen osallistumisen jatkamiseksi. Kaasu toimitetaan nenä-oraalinen kasvonaamion kautta, joka on liitetty letkulla 500 litran säiliöpussiin, joka on täytetty 7,5 % CO2/21 % happea (O2) 71,5 % typellä (N2). Koehenkilöt saavat ilmaa maskin läpi 10 minuuttia ennen CO2:n antamista, jonka aikana tehdään perusmittauksia.

Transkraniaalista tasavirtastimulaatiota (tDCS) annetaan monikanavaisella tasavirtastimulaatiolaitteella, joka voidaan ohjelmoida niin, että käyttäjä ei tiedä stimulaatioon käytettyjen elektrodien yhdistelmää ja mahdollistaa siten kaksoissokkoutumisen. Käytettävä aktiivinen tDCS-elektrodikonfiguraatio määritetään edellä kuvatulla 3 kierroksen iteratiivisella menettelyllä; perustuu sähkökentän mallintamiseen ja henkilökohtaiseen sähköiseen annostitraukseen, jotta löydettäisiin pienin annos, joka on hyvin siedetty ja sitoo kohdetta AOT-pupillivasteen estämisessä. Sähköinen annostus räätälöidään kullekin kohteelle titraamalla annosta (asteittain kasvamalla), kunnes todetaan annos, joka on sekä hyvin siedetty (enintään lievä epämukavuus 5-pisteen Likert-asteikolla) että vaimentaa AOT-pupillien vastetta. Jos 5-pisteen Likert siedettävyysluokitus on suurempi kuin "lievä epämukavuus" tai jos maksimivirta saavutetaan ilman, että se vaikuttaa AOT:hen, koehenkilön osallistuminen päättyy.