Ei-invasiivinen ultraääninen korvahermon ärsytys (SONIC)

Vagushermo on pitkäkranaalisin hermo, joka kulkee ydinjatkosta paksusuoleen ja osallistuu autonomiseen, sydän- ja verenkierto-, hengitys-, ruoansulatus-, immuuni- ja hormonitoimintaan. Vagushermot ovat osa kehon hermostoa ja säätelevät tiettyjä kehon toimintoja, kuten mielialaa, hengitystä ja sykettä, ruoansulatusjärjestelmää ja immuunijärjestelmää. Nämä vasteet ovat tahattomia eivätkä niitä hallita tietoisesti. Vagushermo on yksi kahdestatoista kraniaalishermosta, jotka yhdistävät aivot kehoon. Se kulkee aivorungosta suolistoon ja on osa lepo- ja sulatusjärjestelmää, joka on ratkaiseva parasympaattisen hermoston rentoutumisvasteen saavuttamisessa.

Vagushermon stimulaatio (VNS) on vakiintunut hoitomuoto epilepsialle ja on lupaava hoitomuoto neuropsykiatrisiin sairauksiin, kuten lääkkeille vastustuskykyiseen masennukseen ja päänsärkyyn. Vagushermon stimulaatio voidaan suorittaa joko invasiivisesti kirurgisen implantin avulla tai ei-invasiivisesti (transkutaanisesti). Transkutaaninen VNS voidaan toteuttaa korvan kautta stimuloimalla vagushermon korvahaaraa tai kaulan kautta stimuloimalla vagushermon kaulahaa. Invasiivinen VNS edellyttää pulssigeneraattorilaitteen implantointia, joka on yhdistetty elektrodeihin, jotka on asetettu kaulan vagushermon ympärille; implantointi voi johtaa infektioihin haavan ympärillä, kipuun ja leikkaushaavan ympärillä olevaan verenpuristumaan.

Perinteisesti VNS on sähköistä, mikä aiheuttaa teknisiä rajoituksia, koska stimuloivat virrat johtuvat eri tavalla kudoksen mukaan, ja virran keskittymän ja suunnan hallinta on haastavaa, koska se leviää. TvNS:ssä on mahdotonta määrittää täydellisellä varmuudella, saako ja missä määrin annettu sähkövirta vagushermon.

Vagushermon ultraäänistimulaatio on vaihtoehto sähköiselle stimulaatiolle käyttämällä korkeataajuisia ääniaaltoja, jotka stimuloivat keskushermostoa. ZenBud-laite käyttää ultraäänistimulaatiota vagushermon korvahaaraan. Pulssien käyttäminen sähkövirran sijaan ratkaisee sähkönjohtavuuteen liittyviä teknisiä ongelmia. Ultraäänistimulaatio mahdollistaa kohdennetun aktivoinnin, mikä lisää todennäköisyyttä, että stimulaatio saavuttaa tarkoitetun kohdan. ZenBud-laitteet on todettu turvallisiksi käyttää terveillä aikuisilla, ja ne ovat saaneet CE-merkinnän Nottinghamin yliopistossa suoritettujen arviointien jälkeen.

Anatomiset tutkimukset esittävät, että korva-alueen vagushermokuidun suora stimulaatio voi tuottaa samanlaisia vaikutuksia kuin invasiivinen VNS ja vähentää lievän tai kohtalaisen masennuksen ja epilepsian somaattisia oireita, välttäen leikkauksen tarpeen, mikä on yleinen piirre invasiivisessa VNS:ssä. TvNS:n läsnäolo on liitetty psyykkisen hyvinvoinnin parantumiseen. Eläinkokeet viittaavat siihen, että korva-alueen ja sen vagushermokuidun stimulaatio aiheuttaa fysiologisia muutoksia, kuten sydämen sykkeen ja verenpaineen laskua. Tutkimukset ovat osoittaneet, että VNS voi olla tehokas epilepsian ja masennuksen hoidossa, ja on todisteita siitä, että se saattaa olla hyödyllinen kivunhoidossa ja autoimmuuni- tai tulehduksellisissa sairauksissa; kuitenkin sen vaikutuksista kehoon tarvitaan parempaa ymmärrystä.

Tutkimukset osoittavat, että korvan vagushermon stimulaatio voi vaikuttaa terveiden yksilöiden EEG- ja EMG-aktiivisuuteen ja viittaa potentiaaliin ei-invasiivisena hoidona erilaisiin kliinisiin tiloihin.

Tämän tutkimuksen tarkoitus on tutkia kannettavan kuulokkeen tehokkuutta, turvallisuutta ja käytettävyyttä sekä tunnistaa biomarkkereiden muutoksia ultraäänivagushermon stimulaation käytön vuoksi. Fysiologisten, kognitiivisten tai emotionaalisten muutosten tunnistaminen voi auttaa määrittämään mahdollisia tulevia terapeuttisia käyttötarkoituksia U-VNS:lle.

Tässä tutkimuksessa osallistujat osallistuvat useisiin käynteihin, enintään viiteen. Osallistujat jaetaan satunnaisesti saamaan joko U-VNS ensimmäisessä käynnissä ja sham-toimenpide toisessa, tai päinvastoin. Sham-toimenpide koostuu laitteen käytöstä ilman stimulaatiota.

Ensimmäisessä käynnissä turvallisuusselvitys varmistetaan käyttämällä U-VNS-turvallisuuskyselyä, ja informoitu suostumus saadaan. Osallistujilta mitataan syke ja verenpaine. Sitten osallistujat asentavat jatkuvan glukoosimonitorin (CGM, Dexcom) ja heille annetaan Fitbit-älykello, jota käytetään fysiologisten signaalien, aktiivisuuden ja unen seurantaan koko tutkimuksen ajan.

Toista käyntiä varten osallistujia pyydetään välttämään liikuntaa ja paastoamaan ruoasta 12 tuntia ennen saapumista. Fysiologisia (sykettä ja verenpainetta), kognitiivisia ja emotionaalisia merkkejä mitataan. Ennen, aikana ja jälkeen stimulaation EKG voidaan suorittaa. EEG-dataa voidaan myös tallentaa ennen, aikana ja jälkeen stimulaation samana päivänä. Lisäksi voidaan mitata muita fysiologisia merkkejä, kuten ruumiinlämpöä, ihon sähkönjohtavuutta (GSR:n kautta) tai korvan elektrodeja, jotka sijaitsevat cymba conchaessa bipolaarielektrodin kautta.

Osallistujat täyttävät kyselylomakkeita emotionaalisesta hyvinvoinnista ja unesta, kuten STAI:n ja lyhyen Oxford-Liverpool Inventory of Feelings and Experiences (O-Life):n, ja suorittavat kognitiivisia arviointeja. Nämä tehtävät suoritetaan PsychoPy:n tai vastaavan sovelluksen avulla ja keskittyvät huomioon, tunteisiin ja muistiin. Kaikki tehtävät sisältävät visuaalisia ärsykkeitä, joihin vastataan näppäimistön tai hiiren kautta, ja kukin kestää noin 5–10 minuuttia. Nämä tehtävät tarjoavat kattavan arvion kognitiivisesta ja emotionaalisesta toiminnasta ja on räätälöity mittaamaan VNS:llä vaikutettuja alueita.

Tämän jälkeen osallistujat saavat interventiota käyttämällä ZenBud- tai sham-laitetta jopa 30 minuuttia. 30 minuutin jälkeen laite sammuu automaattisesti. Osallistujat suorittavat uudelleen fysiologiset, kognitiiviset ja emotionaaliset arvioinnit 10 minuuttia stimulaation alkamisen jälkeen ja sen päätyttyä. Osallistujat täyttävät myös sokeuttamisen tehokkuuden ja haittavaikutusten kyselylomakkeet.

Yhden viikon peseytymisjakson jälkeen osallistujat osallistuvat kolmanteen käyntiin. Osallistujilta kysytään mahdollisista kelpoisuusmuutoksista ja vahvistetaan jatkuva suostumus. Kuten toisessa käynnissä, osallistujat paastoavat ja välttävät liikuntaa 12 tuntia ennen vaihtoehtoisen intervention (U-VNS tai sham) suorittamista 30 minuutiksi. Samat arvioinnit ja kyselylomakkeet toistetaan.

Toisen ja kolmannen käynnin aikana osallistujat käyttävät ZenBud-laitetta jopa 30 minuuttia. Jos osallistujat saivat ensin todellisen U-VNS:n, he saavat toiseksi sham-toimenpiteen, ja päinvastoin. Laite sammuu automaattisesti 30 minuutin jälkeen.

Ensimmäisen käynnin aikana kerättyjen demografisten tietojen ja sairaushistorian lisäksi toinen ja kolmas käynti sisältävät samat fyysiset, kognitiiviset ja emotionaaliset arvioinnit ennen, aikana ja jälkeen U-VNS:n. Osallistujat käyttävät Fitbit-älykelloa koko tutkimuksen ajan sykkeen ja unen mallien seurantaan.