A látómező hiányának javítása noninvazív agystimulációval

Transcranialis áram stimuláció A noninvazív transzkraniális áram stimulációt (tCS) évtizedek óta biztonságosan alkalmazzák emberekben. A nem invazív áramstimulációs technikák olyan elemes áramfejlesztő eszközöket használnak, amelyek beépített áramkörrel rendelkeznek az áram egy bizonyos szint, jellemzően 2 mA (milliamper) feletti korlátozására. A tCS-t széles körben használták az elmúlt évtizedben, ami nem jelentett jelentős kockázatot a résztvevők számára (Antal és mtsai, 2017; Brunoni et al., 2011; Iyer és mtsai, 2005; Nitsche és mtsai, 2008; Nitsche és Paulus, 2011 ) Ez a tanulmány véletlenszerű zajt (pl. tRNS), ami kevesebb nettó töltést eredményez, mint a tDCS (transcranialis egyenáramú stimuláció) esetén. Az irodalomban korlátozott számban számolnak be a tCS váltóáramokat (tACS) vagy véletlenszerű zajt (tRNS) használó mellékhatásairól. A tACS-t használó tanulmányok a tDCS-irodalomban leírt hatásokhoz hasonló természetű káros hatásokról is beszámoltak, például fejfájásról, elektródák alatti érzésekről és vizuális érzetekről (Antal és mtsai, 2017; Antal et al., 2008; Brignani et al., 2013). A tCS-irodalomban leírt káros hatásokat itt ismertetjük, hogy konzervatív módon értékeljék a lehetséges káros hatásokat. A rendelkezésre álló legfrissebb adatok szerint a tCS-vel kapcsolatos leggyakoribb mellékhatások a következők: (Antal és mtsai, 2017; Nitsche és Paulus, 2011; Feurra et al., 2013)

A tDCS elektróda alatti alanyok által jelentett érzések:

(Ezek az érzések néha a tCS befejezése után és egy rövid ideig folytatódhatnak, de általában röviddel a tCS megkezdése után megszűnnek.)

Enyhe bizsergés (20-70%) Enyhe viszketés (30-40%) Enyhe égő érzés (10-22%) kellemetlen érzés vagy enyhe fájdalom (10-18%)

A jelentések szerint csak a tCS során jelentkező hatások:

Vizuális érzés a stimuláció be- és kikapcsolása közben (11%)

Egyéb hatások, amelyek a tCS alatt és után is előfordulhatnak, a következők:

Mérsékelt fáradtság (35%) Bőrpír (30%) Fejfájás (10-15%) Koncentrációs nehézségek (11%)

Ezenkívül a következő ritka mellékhatásokat írták le:

Hányinger (3%) Idegesség (<5%) Fülcsengés (<1%) Hipomániáról számoltak be néhány résztvevőnél, akik bipoláris zavar és depresszió miatt kaptak tDCS-t, de a normál kontrolloknál soha. Azokat az alanyokat, akiknek kórtörténetében pszichiátriai rendellenesség szerepel, kizárják a vizsgálatból.

Bár a tCS-ben soha nem jelentettek, a rohamok elméleti kockázatot jelentenek. Egy konszenzusos dokumentum alátámasztja, hogy a tCS-vel (beleértve a jelen protokollban használt tRNS-t is) kapcsolatos rohamról soha nem számoltak be a szakirodalomban, beleértve az idősebb és a stroke utáni alanyokon végzett vizsgálatokat is (Antal et al., 2017).

tRNS látogatások: A tRNS tanulmányi látogatásokra a BIDMC-ben kerül sor. A résztvevők a látogatások 15%-át kihagyhatják. További munkamenetek kerülnek hozzáadásra a várt látogatások számának eléréséhez, ha az a vizsgáló által meghatározott ésszerű időn belül történik.

A tRNS mellékhatások és nemkívánatos események áttekintése naponta történik a stimuláció előtt és után. A gyógyszeres kezelésben vagy a kórtörténetben bekövetkezett változásokat naponta értékeljük.

Beállítás tRNS-hez, amely magában foglalja elektródákkal ellátott sapka és/vagy szalag elhelyezését a résztvevő fején, és gél felvitelét az elektródák alá – a stimuláció akkor indul, ha a vizuális edzésprogram be van állítva és készen áll az indításra (vagy azonnal, ha a résztvevő nem vizuális stim csoportban) Stim/sham kerül beadásra. Ez 20-30 percig fog tartani. Ha a résztvevő a vizuális tréning csoportban van, akkor a számítógép alapú feladatot végzi el a stimuláció/hamisítás során.

Mindegyik csoporton belül a kohorsz felét tRNS-sel, a másik felét pedig színlelt stimulációval stimulálják. VFD alanyoknál a V1-sérült agyféltekét és az egészséges féltekén a homológ területet célozzák meg. A tRNS esetében 20-30 perc 1,0 mA áramot juttatnak az O1/O2 felett kétoldalt elhelyezett elektródákra (Herpich et al., 2019). Az áram iránya véletlenszerűen oszcillál egy magas frekvencia tartományban (101-640 Hz). Hamisításhoz ugyanazok a stimulációs paraméterek lesznek használva, mint az aktív állapotban, azzal a különbséggel, hogy a stimulátor úgy van programozva, hogy 20 másodperces 1,0 mA-re történő felfutás után kikapcsoljon. Ezzel a "fade in" eljárással a résztvevők hasonló érzésről számolnak be a fejbőrön, mind a valódi stimuláció, mind a színlelt stimuláció esetében. Minden stimulációra használt eszköznek van "vak üzemmódja", ahol a vizsgáló és a résztvevő vakok a stimuláció típusára.

Monitoring és biztonsági terv A káros hatásokat a kísérleti protokoll kezdetétől a vizsgálatban való részvétel végéig gyűjtik. Minden nemkívánatos esemény, függetlenül attól, hogy a tRNS-hez vagy a pre/post értékelésekhez hozzárendelhető-e, egy szabványos nemkívánatos esemény űrlap használatával kerül összegyűjtésre és rögzítésre. A résztvevőket nyílt végű formában naponta megkérdezzük az ilyen események meglétéről. Az egyes nemkívánatos események intenzitása enyhe, közepes vagy súlyos. Ha olyan esemény következik be, amely nem várható (pl. nincs leírva a kutatási protokollban), amely a megismerés vagy a látás kiindulási állapotához képest megváltozott, és/vagy azonnali figyelmet igényel, például roham, a vizsgálati MD (vagy a fedővizsgáló) valós időben tájékoztatást kap az esemény értékeléséről, tanácsot ad a résztvevő azonnali ellátásáról, és meghatározza a szükséges jelentési lépéseket. Minden olyan eseményt, amely természetében, súlyosságában vagy gyakoriságában súlyos vagy váratlan a vizsgálati tervben leírt kockázatokhoz képest, a vizsgálatvezető felülvizsgál, hogy meghatározza az esemény és a vizsgálat közötti összefüggést. A jelenthető eseményeket meghatározott szabályzatok szerint továbbítják a BIDMC-hez.

A BIDMC-nél feljogosított, engedéllyel rendelkező orvos személyhívó segítségével elérhető lesz a BIDMC-nél végzett összes tRNS-látogatás során. Ezenkívül a tRNS-t alkalmazó személyt kiképezték arra, hogy az ülések során folyamatosan értékelje a résztvevőket, hogy figyelemmel kísérje a kényelmetlenséget, és azonosítsa a syncope korai tüneteit (pl. izzadás, sápadtság) és a rohamok felismerése. Ezen túlmenően a személyzet minden tagja ki van képezve az alapvető intézkedések alkalmazására a résztvevők biztonsága érdekében. Például, ha egy résztvevő preszinkopális tüneteket vagy szinkopális eseményt tapasztal, azonnali ellátást biztosítanak a tünetek enyhítésére (pl. fekvő helyzetbe helyezik). Ezen túlmenően, a Központ kutatónővérei készséggel segítenek a résztvevő gyors felmérésében, a helyreállítási intézkedések végrehajtásában és szükség esetén a monitorozásban.

Toborzás A Stroke betegeket a Beth Israel Deaconess Medical Center Stroke Osztályából veszik fel. A kezdeti osztályozás meghatározza a látómező hiányának eredeti szintjét az akut fázisban a résztvevők grafikonjainak retrospektív ellenőrzésével, és a NIH Stroke Scale (NIHSS) elemeivel a látáshiány szempontjából. Azokkal a betegekkel, akik látótér hiányosságot mutatnak, és megfelelnek a befogadási és kizárási kritériumoknak, felvesszük a kapcsolatot, és meghívjuk a részvételre.

A tanulmány iránt érdeklődő egyéneket arra kérik, hogy lépjenek kapcsolatba a BIDMC Non-invazív Agystimulációs Központjával. A kutatási asszisztens elmagyarázza a tanulmány célját és felépítését. Ha a résztvevő érdeklődik a vizsgálat iránt, telefonos interjút készítenek, hogy kizárjanak néhány kizárási kritériumot. Ha a résztvevő megfelel a vizsgálatnak, meghívják a BIDMC-be, ahol ismét részletesen elmagyarázzák a vizsgálatot, és felkérik a résztvevőt, hogy figyelmesen olvassa el és végül írja alá az írásos beleegyezési űrlapot a vizsgálatba való belépés előtt. A résztvevőt arra ösztönzik, hogy tegyen fel kérdéseket.

A minta mérete és a kohorsz felosztása Ez a tanulmány az alábbiakat hivatott tesztelni: (1) a különböző vizuális tesztek, köztük a tipikus pszichofizikai tesztek hasznossága a látáskéreg károsodása utáni látászavarok értékelésében felnőtteknél; és (2) a nem invazív agystimulációval párosuló vizuális átképzés hatása a vizuális percepció helyreállítására a látáskéreg károsodása után felnőtt résztvevőknél. Az előzetes eredmények alapján 92 látótérhibás résztvevőt neveznek be. Ezek a számok a közzétett eredményekből származó mintanagyság-számításon alapulnak, ahol a résztvevők pozitív válaszának gyakorisága 60% volt (Herpich et al., 2019). A vizsgálati csoport várhatóan 75%-os előfordulást fog mutatni, 0,05 alfa és 80%-os hatvány mellett. A becsült mintanagyság 78. Tekintettel azonban a potenciálisan magas lemorzsolódási arányra (15%), 92 résztvevőt fognak beiratkozni.

92 ischaemiás stroke által kiváltott VFD résztvevőt toboroznak a lemorzsolódás/szűrés miatt, azzal a céllal, hogy 78 értékelhető alanyt teljesítsenek (15%-os lemorzsolódási arány). Mindkét csoportba toboroznak krónikus és szubakut VFD résztvevőket. Az 1. csoporton belül (Tréning + Stimuláció) 36 krónikus és 10 szubakut alany lesz. A 2. csoporton belül (csak stimuláció) 36 krónikus és 10 szubakut alany lesz. Az összes alcsoporton belül az alanyoknak 50%-os esélyük van a valódi vagy színlelt stimulációra. Szubakutnak minősül, ha a stroke után kevesebb mint 6 hónappal a vizsgálatba való belépés előtt. Krónikusnak minősül, ha a stroke után több mint 6 hónappal a vizsgálatba való belépés előtt.

Statisztikai elemzés A Student-féle t-teszt statisztikát és a többtényezős ANOVA-terveket fogják használni a hatások jelentőségének bemutatására. Az állatokon és normál embereken végzett hasonló kísérletek alapján, valamint a tudományos célokat figyelembe véve a minta mérete megfelelő és elegendő. Az elsődleges végpont: a mozgásdiszkriminációs feladat javítása edzés után a hiányos látómezőn belül. A másodlagos végpontok a következők: (a) a National Eye Institute 25 item Visual Function Questionnaire (NEI-VFQ-25) javítása; (b) a látómezők vak területének csökkentése Humphrey perimetriával mérve. Az elemzés a MATLAB segítségével történik. Az adatok a BIDMC R meghajtójában lesznek tárolva. EEG-adatok elemzése: Az átlagolás előtt az összes műterméket (például szempislogást és szemmozgásokat) tartalmazó EEG-korszak off-line vizsgálatát és eltávolítását végzik el. Minden egyes állapot 60-100 ismétlése lesz, a kísérletek <15%-a elutasított minden alanynál. Átlagokat számítanak ki minden alanyra minden elektródára és minden egyes ingerállapotra. Az átlagolt válaszokat használjuk fel az érdeklődésre számot tartó hullámforma-komponensek (P1, N1, N2, P2 és késői csúcsok) azonosítására. Az N200 komponens mozgáskezdethez viszonyított csúcsamplitúdóit és látenciáit külön elemzik a vízszintes (bal, jobb) és a radiális (be, ki) ingerek esetében. Az N200 csúcs amplitúdóit és késleltetési idejét minden helyről vegyes méretű ANOVA-tervekbe kell beírni, ahol a csoport az alanyok közötti tényező, és az elektród helye (pl. Fz, FCz, Cz, CPz, Pz, Oz), mint tárgyon belüli faktor. A szabadsági fokok Greenhouse-Geisser-korrekcióját alkalmazzuk a rögzítési hely tényezőjére, mivel az ismételt mérések gömbszerűségi feltételezései megsértik őket. Adott esetben utólagos elemzéseket végeznek Tukey HSD-tesztjei és 0,05-ös családszintű I. típusú hibaarány alkalmazásával.

Adatbiztonság és auditálás A védett egészségügyi információk titkosságának és magánéletének védelme érdekében minden vizsgálati alany egyedi kódszámot kap. A résztvevő nevét a vizsgálati számmal és azonosítókkal összekapcsoló külön naplót egy jelszóval védett adatfájlban vezetjük, amelyhez csak a vizsgálatot végzők férhetnek hozzá. A neveket csak az Agytudományi Központ MRI-protokolljának munkatársai adják át külső forrásoknak, miután az alanyok aláírták a beleegyezésüket és beleegyeztek, hogy szükség esetén részt vesznek a vizsgálatban. Nem tesznek közzé olyan azonosító információkat, amelyekben a résztvevők megkülönböztethetők. Az ebből a vizsgálatból származó adatokat a BIDMC tűzfala mögött egy biztonságos meghajtóra kell bevinni és tárolni a vizsgálat kutatói számára. A másik központban szükséges összes információt biztonságos e-mailben és/vagy biztonságos fájlátvitelben biztosítjuk.