Neurofeedback tréning idősebb felnőtteknek

Háttér:

A depresszió és a szorongás szubklinikai tünetei gyakoriak az idősebb felnőtteknél, egyes becslések szerint ezek a tünetek a közösségben élő idősebb felnőttek 10-52%-ánál jelentkeznek. Egyes tanulmányok kimutatták, hogy a szubklinikai depresszióban és szorongásban szenvedő idősebb felnőtteknél nagyobb valószínűséggel diagnosztizálnak affektív rendellenességeket és enyhe kognitív károsodást vagy demenciát későbbi életük során, mint azoknál, akiknél alacsony a releváns tünetek. Így a depresszió és a szorongás emelkedett szubklinikai tüneteit mutató idős embereknél végzett beavatkozások kulcsfontosságúak az affektív zavarok és a demencia késői szakaszában történő megelőzésében. A negatív érzelmi élmények során a prefrontális kéreg (PFC) kulcsszerepet játszik az aktivitás leszabályozásában. A PFC diszfunkció eltérő hangulati és szorongásos tüneteket okozhat.

A Neurofeedback tréning egy nem gyógyszerészeti neurorehabilitációs technika, amely potenciálisan javíthatja a prefrontális funkciót, valamint javíthatja a mentális egészséget és a kognitív funkciókat. Ez a technika szenzoros visszacsatolást használ, hogy megtanítsa az egyéneket bizonyos agyi tevékenységek önszabályozására, azzal a céllal, hogy hosszú távú neuroplaszticitást és funkcionális javulást idézzen elő. Hagyományosan a neurofeedback tréninget EEG segítségével végezték, és sok kutatás alkalmazta az ilyen képzési beavatkozásokat különféle pszichiátriai rendellenességek kezelésére. Az elmúlt években megnőtt az érdeklődés az fNIRS használata iránt a neurofeedback tréning biztosítására. Az ilyen fNIRS-sel végzett képzés mögöttes mechanizmusa eltér az EEG-vel végzett képzésétől. Az EEG-hez képest az fNIRS alacsonyabb időbeli, de nagyobb térbeli felbontással rendelkezik, és jobban ellenáll a mozgási műtermékeknek. Ezenkívül egy nemrégiben készült tanulmány kimutatta, hogy a szociális szorongásos zavarban szenvedő betegeknél csökkentek a szorongásos tünetek az fNIRS neurofeedback tréning után.

Kutatási terv és módszertan:

Tervezés: Ezt a javasolt projektet a klinikai és kognitív-viselkedési neurofeedback vizsgálatok jelentésére és kísérleti tervezésére vonatkozó jelenlegi konszenzusnak megfelelően alakították ki. A résztvevők véletlenszerűen és egyenlő arányban kerülnek besorolásra a három neurofeedback tréningcsoport egyikébe: (1) színlelt, (2) EEG és (3) fNIRS. Minden résztvevő elvégzi a neurofiziológiai értékelést (1) a beavatkozás előtt, (2) közvetlenül utána és (3) 1 hónappal a beavatkozás után.

Résztvevők: 90 idős, demenciában nem szenvedő felnőttet toboroznak a PolyU és a civil szervezetek hirdetései révén. A felvételi kritériumok a következők: (i) 60–79 év; (ii) jobbkezesség az Edinburgh Handedness Inventory rövid formája alapján értékelve; (iii) mérsékelt vagy magasabb pontszám a Depressziós Szorongás Stressz Skála-21 (DASS-21) depresszió és szorongás alskálájának legalább egyikén (de nem feltétlenül mindkettőn); (iv) nincs a kórelőzményében neurológiai vagy pszichiátriai rendellenesség; iv. nincs anamnézisében kórházi kezelést igénylő traumás agysérülés; (vi) jelenleg nem használ pszichotróp gyógyszert; (vii) hagyományos kínai olvasási képesség; viii. normál vagy normálra korrigált látás; és (ix) legalább 19-es pontszám a Hong Kong Montreal Cognitive Assessment (HK-MoCA) alapján.

Az általunk használni kívánt felvételi kritériumok a hangulati vagy szorongásos zavarok prefrontális neurofeedback vizsgálataiban alkalmazott kritériumokon alapultak. Hagyományosan a résztvevőket a depressziós vagy szorongásos tünetek bizonyos küszöbértéke alapján választják ki, sem a kognitív, sem az agyi diszfunkció nem számít beválasztási kritériumnak. Mindazonáltal, mivel a kognitív és PFC működési szintek változása befolyásolhatja a kezelési választ, a későbbi elemzések figyelembe veszik az alapszintű kognitív és PFC működési szinteket.

Vizsgálati eljárások: A potenciális résztvevőket először szűrésnek vetik alá a jogosultság felmérése érdekében. A jogosult személyeket felkérik a PolyU-ba értékelésre és képzésre. A képzés 10 darab 60 perces foglalkozásból áll, amelyeket 4 héten belül lebonyolítanak. Minden edzés 25 perces effektív edzési időt fog tartalmazni, összesen 250 perces edzésidővel, összhangban a legújabb ajánlásokkal. Ezenkívül a résztvevők 3 kísérleti feladatot hajtanak végre egyidejű EEG-fNIRS felvétel mellett, és több kérdőívet töltenek ki 3 időpontban, a „Neurofiziológiai értékelés” részben leírtak szerint. Számos tanulmány kimutatta, hogy az EEG, az fNIRS és a neurofeedback tréning alkalmazható idősebb, 70 év feletti felnőtteknél, sőt demenciában szenvedőknél is. Ezért arra számítunk, hogy a HK-MoCA által demenciára szűrt idős felnőttek képesek lesznek követni mind az értékelési, mind a képzési protokollokat.

Neurofeedback tréning: A képzés során a résztvevőket arra kérik, hogy kövessék a számítógép képernyőjén megjelenő utasításokat. Öt fordulós képzési feladatot fognak teljesíteni. Minden kör 30 másodperces pihenőszakasszal kezdődik, amelyet 4,5 perces önszabályozási szakasz követ. A pihenési szakaszban egy rögzítő kereszt jelenik meg a képernyőn, és a résztvevők arra utasítják, hogy üljenek nyugodtan és lazuljanak el. A szabályozási időszak alatt a résztvevőket arra kérik, hogy a négyzetet fehérről feketére változtassák (vagyis belső jutalomként), de nem kapnak konkrét stratégiákat. A szín sötétsége a frontális alfa aszimmetria vagy a frontális oxihemoglobin (HbO) aszimmetria növekedését jelzi. Az aktuális értékeket a 20 másodperces előszabályozási alapvonalhoz viszonyítjuk. Hamis állapotban a résztvevők vizuális visszajelzést kapnak az előzetes felvételek és/vagy más résztvevők felvételei alapján. A résztvevők minden edzés előtt és után 3 perces pihenőidőn vesznek részt, hogy nyomon követhessék a nyugalmi agyi aktivitás változásait az edzéseken belül és azok között.

Minden edzés során a résztvevő fejméretéhez igazított sapkát használnak az EEG és fNIRS érzékelők felszereléséhez. A hardver beállítása minden csoportban azonos lesz, hogy a résztvevő és a kísérletező is vak legyen. Ahhoz, hogy az ANT eego rt8 erősítő (ANT Neuro, Hengelo, Hollandia) rögzítse az EEG-t, az elektródákat az Fp1, F3, F4, Fz, Fpz, Cz, GND (föld), alsó VEOG és a két elektródára kell helyezni. fülcimpa (hivatkozások). Az adatgyűjtés 2048 Hz-en történik. Ahhoz, hogy az fNIRS-t a hordható OctaMon+ rendszer (Artinis Medical Systems, Gelderland, Hollandia) rögzítse, két, egymástól körülbelül 3 cm-re elhelyezett négy detektorral körülvett forrást kell elhelyezni a fejbőrön úgy, hogy a két csatorna az agyhasadék közelében. a félgömbök mindkét oldalán F3 és F4 veszik körül. Az adatok mintavételezése 50 Hz-en történik. A tréningcsoporttól függően az F3 és F4 közötti alfa-teljesítmény (8-13 Hz) különbségének frontális aszimmetriája, valamint a bal és jobb oldali PFC közötti HbO koncentráció átlagos változása lesz a cél. Mindkét valós képzési csoport esetében a valós idejű adatfolyamot a Lab Streaming Layer és az OpenVibe segítségével hajtják végre a közzétett irányelveknek megfelelően.

Neurofiziológiai értékelés: A neurofeedback tréning hatásainak értékelésére 1,5 órás neurofiziológiai értékelést kell végezni mindhárom időpontban (előtti, utáni és 1 hónapos követés). A résztvevők kitöltik a DASS-21-et (kínai változat), hogy megmérjék depressziós és szorongásos tüneteiket az elmúlt héten; a Kórházi Szorongás és Depresszió Skála (HADS; kínai változat) a szorongás és depresszió jeleinek mérésére az előző héten; a Pittsburgh Sleep Quality Index az alvásminőségük mérésére az elmúlt hónapban; az élettel való elégedettség skála (kínai változat), amely számszerűsíti az élettel való általános elégedettségüket; és Lawton Instrumental Activities of Daily Living Scale (IADL; kínai változat) az önálló életvitelre vonatkozó készségek felmérésére. A résztvevők három számítógépes feladatot is végrehajtanak, hogy felmérjék a frontális kognitív funkció különböző összetevőit egyidejű EEG-fNIRS mérések során, ugyanazt a beállítást alkalmazva, mint a neurofeedback tréningnél. Az első látogatás alkalmával a résztvevők kitöltik a HK-MoCA-t is a demencia szűrésére. Közvetlenül a beavatkozás után megkérdezik őket, hogy ismerik-e a kezelési csoport beosztását a vakítás erősségének ellenőrzésére.

A kutatáshoz javasolt minden értékelési feladat (nyitott szem, Érzelmi Stroop, n-back) tartalmaz egy nehéz és egy könnyű feltételt. A nyitott szem teszt arra szolgál, hogy a gép mérje az aktiválási alapvonalat, amikor a résztvevők kinyitják a szemüket. A résztvevőknek 3 percig nyitva kell tartaniuk a szemüket. Az Érzelmi Stroop feladat a gátló kontroll értékelésére szolgál. A résztvevőknek különböző érzelmekről készült fotókat mutatnak be, amelyekhez nem kapcsolódó hagyományos kínai érzelemnevek vannak. Arra kérik őket, hogy érzelmek szerint nevezzék el a fotókat. Ez megköveteli a résztvevőktől, hogy gátat szabjanak érzelmeikben a megfogalmazások által, és reagáljanak a fotó tartalmára. A függő változók a pontosság és az átlagos reakcióidő (RT), valamint a prefrontális HbO-koncentráció és a théta-teljesítmény változásai a két körülmény között. Az n-back feladat a munkamemória értékelésére szolgál. A feladat során a résztvevőknek egy számsort mutatnak, és megkérik, hogy a gombnyomással döntsék el, hogy az általuk látott számjegy nulla-e (0-vissza; könnyű), vagy megegyezik azzal a számjegygel, amelyet két próbánál korábban láttak (2-hátra; nehéz ). A függő változók a pontosságban és az átlagos RT-ben mutatkozó különbségek, valamint a prefrontális HbO-koncentráció és a théta-erő változása a két feltétel között.

Adatelemzés: Ebben a projektben az elsődleges kimeneti mérőszámok a hangulati és szorongásos mérőszámok (azaz a DASS-21 és a HADS pontszámok), a másodlagos kimeneti mérőszámok pedig a feladatteljesítmény és a PFC mérőszámok, valamint egyéb mentális egészségügyi mérőszámok. Az eredménymutatókat a CRED-nf ellenőrzőlista szerint elemzik. Lineáris vegyes modellek csoporttal (ál, EEG, fNIRS), idővel (alapállapot, utólagos, követés) és állapottal (könnyű, nehéz) rögzített tényezők; és az alany véletlen tényezőként kerül felhasználásra a viselkedési, fNIRS és EEG adatok elemzéséhez. Arra számítunk, hogy a két valódi neurofeedback tréningcsoport résztvevői jelentős javulást mutatnak a mentális egészségben, a kognitív funkciókban és a homloklebeny működésében az utólagos és a nyomon követési értékelések során a hamis csoport résztvevőihez képest. Ezenkívül értékelni fogjuk a mentális egészség és a kognitív funkciók pre-post változásait a két valós képzési csoport között. Ezen túlmenően megvizsgáljuk a korrelációt az alapvonal kognitív és PFC működési szintjei, valamint a DASS-21 pontszámok előzetes változásai között, hogy tisztázzuk az egyes neurofeedback csoportok kezelési válaszában mutatkozó egyéni különbségeket.