非侵襲性超音波耳介迷走神経刺激 (SONIC)

迷走神経は延髄から結腸まで走行する最長の脳神経であり、自律神経系、心血管系、呼吸器系、消化器系、免疫系、内分泌系に関与しています。 迷走神経は体内の神経系の一部であり、気分、呼吸、心拍数、消化器系、免疫系などの特定の身体機能を制御します。 これらの反応は不随意であり、意識的に制御されるものではありません。 迷走神経は脳と体を接続する12対の脳神経の一つです。 脳幹から腸まで走行し、休息と消化システムの一部であり、副交感神経系のリラクゼーション反応を引き出すために重要です。

迷走神経刺激（VNS）はてんかんの治療法として確立されており、薬剤耐性うつ病や頭痛などの神経精神疾患の治療法としても期待されています。 迷走神経の刺激は、外科的インプラントによる侵襲的方法、または非侵襲的（経皮的）方法で実施することができます。 経皮的VNSは、耳から迷走神経の耳介枝を刺激する方法、または首から迷走神経の頸部枝を刺激する方法で行うことができます。 侵襲的VNSでは、頸部迷走神経周囲に配置された電極に接続されたパルス発生装置を埋め込む必要があり、埋め込みにより創傷部位周囲の感染、疼痛、および切開周囲血腫が生じる可能性があります。

従来、VNSは電気刺激であり、刺激電流は組織によって異なる伝導を示し、電流の焦点と方向を制御することが拡散により困難であるため、技術的制限があります。 tVNSでは、投与された電流が迷走神経に到達するかどうか、またどの程度到達するかを絶対的な確実性をもって判断することは不可能です。

迷走神経の超音波刺激は、高周波音波を用いて中枢神経系を刺激する電気刺激の代替法です。 ZenBudデバイスは、耳領域を通る迷走神経の枝に超音波刺激を使用します。 電流ではなくパルスを適用することで、電気伝導率に関連する技術的問題を克服します。 超音波刺激により標的化された活性化が可能となり、刺激が意図した部位に到達する可能性が高まります。 ZenBudデバイスは健康な成人において安全に使用できることが証明されており、ノッティンガム大学で実施された評価に基づきCEマーキングを取得しています。

解剖学的研究によると、耳領域の迷走神経線維を直接刺激することで、侵襲的VNSと同様の効果が得られ、軽度から中等度のうつ病やてんかんの身体的症状を軽減し、侵襲的VNSの一般的な特徴である手術の必要性を回避できる可能性があります。 tVNSの存在は、心理的ウェルビーイングの改善と関連しています。 動物実験では、耳領域およびその迷走神経線維の刺激により、心拍数や動脈圧の低下などの生理的変化が生じることが示唆されています。 研究により、VNSはてんかんやうつ病の治療に有効であることが示されており、疼痛管理や自己免疫疾患または炎症性疾患にも有用である可能性があるという証拠があります。しかし、身体への影響についてより深い理解が必要です。

研究によると、耳介迷走神経刺激は健康な個人の脳波（EEG）および筋電図（EMG）活動に影響を与え、様々な臨床状態に対する非侵襲的治療法としての可能性を示唆しています。

本研究の目的は、ウェアラブルヘッドセットの有効性、安全性、使用性を調査し、超音波VNSの使用によるバイオマーカーの変化を特定することです。 生理的、認知的、または感情的な変化を特定することで、U-VNSの将来の治療的用途の可能性を判断するのに役立つ可能性があります。

本研究では、参加者は最大5回の来院を行います。 参加者はランダムに割り当てられ、最初の来院でU-VNSを受け、2回目で偽刺激を受けるか、またはその逆となります。 偽刺激は、刺激を投与せずにデバイスを装着することから成ります。

最初の来院では、U-VNS安全質問票を使用して安全スクリーニングを確認し、インフォームドコンセントを取得します。 参加者の心拍数と血圧を記録します。 その後、参加者は持続血糖モニター（CGM、Dexcom）を挿入し、研究全体を通じて生理学的信号、活動、睡眠をモニタリングするためのFitbitスマートウォッチを装着します。

2回目の来院では、参加者は到着前12時間の運動を避け、食事を絶つように求められます。 生理学的（心拍数と血圧）、認知的、感情的マーカーを記録します。 刺激前、刺激中、刺激後の心電図（ECG）を実施する場合があります。 同日に、刺激前、刺激中、刺激後の脳波（EEG）データも記録する場合があります。 体温、皮膚コンダクタンス（GSR経由）、または双極電極により耳介の舟状窩に配置された耳電極などの追加の生理学的マーカーも記録する場合があります。

参加者は、STAIおよび短縮版Oxford-Liverpool Inventory of Feelings and Experiences（O-Life）などの感情的ウェルビーイングと睡眠に関する質問票を記入し、認知的評価を受けます。 これらの課題はPsychoPyまたは類似のアプリケーションを使用して完了し、注意、感情、記憶に焦点を当てます。 すべての課題は視覚刺激を含み、キーボードまたはマウスを介して回答が記録され、各課題は約5〜10分で完了します。 これらの課題は、認知的および感情的機能の包括的評価を提供し、VNSの影響を受ける領域を測定するために調整されています。

その後、参加者はZenBudまたは偽デバイスを使用して最大30分間の介入を受けます。 30分後、デバイスは自動的にオフになります。 参加者は、刺激開始後10分および完了後に、再度生理学的、認知的、感情的評価を完了します。 参加者はまた、盲検化の有効性および有害事象に関する質問票を記入します。

1週間のウォッシュアウト期間後、参加者は3回目の来院を行います。 参加者は適格性の変更について質問され、継続的な同意を確認します。 2回目の来院と同様に、参加者は12時間の絶食と運動制限を行った後、代替介入（U-VNSまたは偽刺激）を30分間受けます。 同じ評価と質問票が繰り返されます。

2回目と3回目の来院中、参加者はZenBudデバイスを最大30分間使用します。 参加者が最初に実際のU-VNSを受けた場合、2回目に偽刺激を受け、その逆となります。 デバイスは30分後に自動的にオフになります。

最初の来院で人口統計学的情報と病歴を収集することを除き、2回目と3回目の来院では、U-VNS前、中、後に同じ身体的、認知的、感情的評価を含みます。 参加者は研究全体を通じてFitbitを装着し、心拍数と睡眠パターンをモニタリングします。