오실로병증에 대한 경두개 교류 전류 (tACS_EEG)

tDCS는 기능 장애가 있는 뇌 영역의 개념을 기반으로 우울증, 파킨슨병(PD), 치매 등을 포함한 다양한 질병에 적용되었습니다. 음극 tDCS는 임상적 증상 개선의 증거를 보여주었지만, 일반적으로 단기간에 지속되고 종종 연구 간에 일치하지 않는 결과가 나타납니다. 반대로, tACS는 질병이 있는 사람에게 거의 적용되지 않아 결과가 일치하지 않습니다. 그러나 수면 및 수면 관련 기억 형성 및 작업 기억력을 향상시키기 위해 건강한 개인에게 적용하면 효과적인 것으로 나타났습니다. 그러나 자극 패턴(연속적 대 교대적)에 대한 합의가 부족하면 계산 및 동물 연구의 증거가 tACS가 적용된 자극의 주파수에서 네트워크를 동반하는 데 매우 효과적이라는 증거가 있지만 주파수에 대해서도 마찬가지입니다. 세타는 기억 작업에서 인지 성능을 향상시키는 데 눈에 띄게 효과적입니다.

근본적인 기능 장애(즉, 특정 질병의 과기능 피질 영역에 억제성 tDCS를 적용하거나 그 반대) 더 좋고 오래 지속되는 임상 결과는 아직 정의되지 않았습니다.

따라서 이 제안된 연구에는 두 가지 근본적인 질문이 있습니다. 1) 진동 활동 및 관련 두피 분포를 기반으로 병리를 재분류합니다. 실제로 연구자들이 찾고 있는 대답은 연구자들이 새로운 진단 분류로 이어질 수 있는 명확한 신경생리학적 마커를 식별할 수 있는지 여부입니다. 번역 관점에서 질문은 다음과 같습니다. 2) 이러한 마커가 결국 치료 옵션을 안내할 수 있습니까? 이러한 점이 입증되면 연구자들은 그 결과를 다른 오실로병증(즉, 정신 분열증 또는 불면증).

따라서 이 프로젝트의 목적은 2단계입니다. 첫 번째 단계는 다양한 질병의 신경생리학적 마커를 정의하여 전통적인 증상 기반 병리 분류를 극복합니다. 두 번째 단계에서는 이러한 기능이 맞춤형 비침습적 뇌 자극(NIBS) 프로토콜로 변환됩니다. 실제로 광대한 뇌 영역을 과분극화하는 tDCS 대신 특정 EEG 주파수를 동반하는 진동리듬 기능장애인 tACS에 초점을 맞춰 적용할 예정이다.

첫 번째 단계에서는 더 넓은 범위의 시상-피질-부정맥(TCD) 중에서 선택된 병리가 널리 퍼진 EEG 리듬을 기준으로 분류됩니다. 또한 외부 섭동(EEG-TMS 공동 등록에 의해 정의된 TMS 자극에 대한 응답으로 주파수 대역 동기화 또는 비동기화)에 대한 진동 뇌 반응을 얻을 수 있습니다. 식별된 EEG 주파수는 EEG에서 추출되어 두피 결함 영역을 시각화합니다. 조사관은 다음을 식별합니다.

• 푸리에 변환에 기반한 전력 스펙트럼 분석을 통한 휴식 표준 EEG의 우세한 EEG 리듬;
• 상태에 따른 뇌 진동 반응을 유도하는 것으로 보이는 방법인 EEG 공동 등록을 통한 임의의 비연행 TMS 자극에 대한 반응으로서 뇌 반응성 및 진동 반응에 대한 보다 상세한 통찰력; 증상 표현형과 독립적으로 적절하고 일반적인 자극 패러다임을 정의하기 위해 유사한 신경생리학적 특징을 나타내는 병리학을 함께 그룹화할 것입니다.

두 번째 단계에서 조사관은 이전에 정의된 범주를 기반으로 tACS를 맞춤화하려고 시도합니다. 기능 장애 리듬의 두피 영역은 자극 부위의 선택에 도움이 되는 반면, 자극 패러다임은 휴식 시 및 섭동 후 우세한 EEG 밴드를 기반으로 설정됩니다. 즉, 경두개 자극은 저주파(4Hz)가 (tACS) 빠른 리듬의 병리학적 증가를 특징으로 하는 질병의 경우, 결함이 있는 EEG 대역을 동반하기 위해 그 반대(30Hz). 명확하고 오래 지속되는 임상 증상의 개선이 기대됩니다.

우리의 예상 결과는 임상 증상이 아닌 질병 신경 생리학적 마커를 기반으로 적절하고 효과적인 tACS 자극 패러다임을 설정할 수 있는 것입니다. TCD 스펙트럼에 포함된 많은 수의 병리를 감안할 때 이 치료 옵션은 광범위한 응용 분야에서 유망한 비침습적이고 비용 효율적인 치료 옵션이 될 수 있습니다.

포함할 병리학은 다음과 같습니다.

• PD: 시상을 통해 깊은 핵 루프의 베타 보급을 반영하고 피질에 반향을 일으키는 변경된 시상-피질 루프.

• 신경병성 통증(NP): 특히 전두엽 및 체감각 피질에 걸쳐 증가된 높은 세타 밴드 파워(7-8Hz)의 증거. 시상피질 회로에 의한 저주파 활동의 생성은 피질 통증 매트릭스에서 장기적인 병리학적 평형을 초래합니다.

  2 - 방법

2.1. 사전(T0), 자극 후(T1) 및 4주 추적(T2) 임상 평가

• PD: UPDRS III, 동적 보행 지수
• NP: 신경병성 통증 설문지(NPQ), 통증에 대한 VAS, 약식 36항목 건강 설문조사(SF-36) 개인의 임상 상태에 따라 가능한 치료 수정이 기록됩니다.

2.2. T0, T1 및 T2 신경심리학적 평가 모든 환자 그룹은 다음과 같은 신경심리학적 검사 배터리를 받게 됩니다. 불안 상태 및 특성을 측정하고 BDI를 투여합니다.

• 몬트리올 인지 평가(MoCA)
• 상태 특성 불안 척도(STAY) Y1 e Y2
• Beck Depression Inventory(BDI) II
• 레이 청각 언어 학습 테스트
• Rey-Osterrieth Complex Figure 테스트 버전 I 및 III
• 수정된 테일러 테스트
• 노인 우울증 척도(약식)
• 시프라리오
• 음소 유창성 테스트
• 에딘버러 손 테스트
• 약식 지능 검사(TIB)
• 홉킨스 언어 학습 시험 개정(HVLTR)
• 트레일 메이킹 테스트

2.3. 신호 분석 T0, T1 및 T2 휴식 EEG 분석. EEG는 TMS 호환 EEG 증폭기(BrainAmp 32MRplus, BrainProducts GmbH, 독일 뮌헨 소재)와 10/20 시스템에 따라 배치된 30개의 Ag/AgCl 전극을 제공하는 캡을 사용하여 수집됩니다. 데이터는 EEGLAB(http://www.sccn.ucsd.edu/eeglab) 기반 스크립트를 사용하여 Matlab(MathWorks, Natick, MA)에서 처리됩니다. 이 연구를 위해 만든 전용 집에서 만든 코드도 있습니다. EEG의 눈에 보이는 아티팩트는 독립적인 구성 요소 분석 절차를 사용하여 제거되며 EEG는 1~30Hz에서 대역 통과 필터링됩니다. EEG 데이터는 2초의 에포크로 나뉘고 고속 푸리에 변환(FFT)은 겹치지 않는 에포크에 적용되고 에포크 전체에서 평균화됩니다. 전력 스펙트럼 밀도를 기반으로 델타(1-4Hz), 세타(4-7Hz), 알파(8-12Hz) 및 베타(13-30Hz) 주파수 범위의 상대 전력(%)이 평가됩니다.

환자의 지도를 대조군(20명의 건강한 피험자 그룹)의 전체 평균과 비교하기 위해 하나의 샘플 z-테스트가 적용됩니다. 따라서 통계 맵은 개별 환자의 상대 전력이 기준 모집단(대조군)의 전력과 통계적으로 다른 센서를 정의합니다.

사전 자극(T0) EEG-TMS 공동 등록 TMS는 1.5 T의 최대 자기장을 생성하는 2상 펄스 구성(DuoMag, EMS, Italy)의 Dymeg를 사용하여 수행됩니다. 우세한 일차 운동 영역(M1)에 걸쳐 8개의 초점 코일. 모터 유발 전위(MEP)는 배꼽 힘줄 몽타주로 피부에 고정된 Ag/AgCl 표면 전극을 사용하여 왼쪽/오른쪽 thenar eminence 근육에서 기록됩니다. 자극 강도는 모터 임계값 강도의 110%로 설정됩니다. 100개의 TMS 단일 펄스 자극이 8-15초 사이의 시험 간 간격으로 무작위로 전달됩니다.

EEG는 이전에 설명한 것과 동일한 자기 공명 호환 EEG 시스템을 사용하여 획득합니다. EEG 데이터는 TMS 유도 진동을 특성화하기 위해 시간-주파수 절차를 사용하여 분석됩니다. 시간-주파수 분석은 위에서 설명한 대로 주 주파수 대역에서 상대 전력의 자기 자극 후 시간 경과를 제공하는 연속 Morlet 웨이블릿 변환으로 수행됩니다. 각 주제에 대한 프로필은 자극 후 시도에서 평균화되고 기준 값으로 정규화됩니다.

2.4. TADCS 자극 패러다임 자극은 두 개의 스폰지 전극(5x7cm)을 통해 배터리 구동 외부 자극기(BrainStim, EMS, 이탈리아 볼로냐)에 의해 적용됩니다. 양극 전극은 EEG 소스 분석에서 파생된 결함 있는 네트워크 노드에 해당하는 두피 영역 위에 배치됩니다. 음극 전극은 동측 유양 돌기 위에 배치됩니다. 1~2mA 범위의 정현파 전류가 전달됩니다. 자극 주파수는 결함이 있는 EEG 대역에서 파생됩니다. 즉, 저주파 진동이 우세한 경우 자극은 30Hz에서 발생합니다. 고주파수 진동이 우세하면 자극은 4Hz가 됩니다. 컨센서스 성명서에 따르면 가짜 자극은 활성 자극과 동일한 부위에 전극이 있는 무작위 소음 자극(RNS)으로 전달되며 가짜 세션은 30분 동안 지속되며 주당 5일 연속 2주 동안 반복됩니다. 2일 간격. 진폭이 1~2mA인 무작위 노이즈 자극(RNS)이 적용됩니다.

2.5. 윤리 위원회 승인 연구는 인간 피험자에 대한 자극을 포함하므로 윤리적 승인이 필요합니다. 조사관은 파도바 대학병원 윤리위원회로부터 윤리적 승인을 받았습니다(3507/15).

2.6. 통계 분석 및 연구력 데이터는 기술 통계를 사용하여 요약됩니다. 각 결과에 대해 적절한 95% 신뢰 구간(CI)이 생성됩니다.

2.6.1. 첫 번째 단계 EEG 베타 피크(FFT) 및 95% 이항 CI를 나타내는 PD를 가진 사람들의 비율이 계산됩니다. EEG 세타 피크(FFT)를 표시하는 NP를 가진 사람들에 대해 동일한 분석이 수행됩니다.

2.6.2. 두 번째 단계 2.6.2.1. 1차 분석 반복 측정 테스트(ANCOVA)를 사용하여 T0과 T1 사이의 UPDRS 점수와 NPQ 점수의 차이를 평가합니다.

2.6.2.2. 2차 분석 베타 피크를 갖는 PD와 다른 EEG 피크를 갖는 PD 사이의 처리 전 및 후의 단면 평가는 독립적인 샘플 t 테스트를 사용하여 실행될 것입니다. 다른 EEG 피크가 있는 NP 대 세타 피크가 있는 NP 피험자 사이의 T0 및 T1에서의 차이를 평가하기 위해 동일한 분석이 수행됩니다.

연령, 성별, T0에서의 질병 중증도, 다른 주파수 대역과의 상호 작용, 실제 및 활성 모의 tACS 수정 후 자극 전후 요법, 약물과 같은 예측 변수를 설명하기 위해 분산 분석(ANOCOVA)을 사용하여 추가 분석을 수행할 수 있습니다. 반복 측정 모델을 사용할 수 있습니다.

2.6.3. 신호 분석

반복 측정에 대한 분산 분석(ANOVA)은 계수 ''시간''(T0, T1 및 T2)을 사용하여 상대 검정력에 적용됩니다. 구형도 가정은 Mauchly의 테스트를 사용하여 평가됩니다. 비구형도에 대한 Greenhouse-Geisser 엡실론 조정은 적절한 경우에 적용됩니다. Bonferroni 방법과의 다중 비교를 위해 조정된 사후 대응 샘플 양측 t-테스트가 사용됩니다. 통계적 유의성은 p < 0.05로 설정되고 수정됩니다. 상대 검정력의 2차원 그랜드 평균 t-맵은 t-값에서 계산되어 중요성의 지형 분포를 확인합니다.

2.6.4. 연구력 프로젝트의 전체 샘플 크기를 계산하기 위해 조사관은 먼저 2단계의 샘플 크기를 계산합니다. 2단계의 샘플 크기가 주어지면 1단계의 샘플 크기는 잠재적 탈락자를 고려하여 계산됩니다.

2상 샘플 크기 두 개의 다른 모집단(PD, NP)이 조사되므로 다중성에 대한 수정이 수행되지 않습니다.

PD 및 NP A 샘플 크기가 15인 사람은 4.3의 추정 표준 편차와 유의 수준(알파)으로 4.0의 쌍 차이(UPDRS 자극 전후 점수 차이)의 평균을 감지하는 92% 검정력을 달성합니다. EEG 베타(FFT)를 표시하는 PD가 있는 사람의 양면 대응 t-테스트를 ​​사용하여 0.05의. NPQ 감소에 대해서도 동일한 가정이 가정되므로 각 범주당 15명씩 총 30명의 피험자가 필요합니다.

1단계 샘플 크기 조사자들은 PD를 가진 모든 사람들이 베타 주파수 피크를 갖는 반면 NP를 가진 사람들은 세타 대역에 있을 것으로 예상합니다. 세타의 예상 비율이 100%인 경우 NP가 있는 15명의 표본 크기는 79.61%-100%의 단측 97.5 이항 CI를 생성합니다. PD가 있는 15명의 표본 크기는 예상 베타 비율이 100%인 경우 79.61%-100%의 단측 97.5 이항 CI를 생성합니다.

전체 샘플 크기 잠재적인 중도 탈락을 설명하기 위해 조사관은 NP 20명과 PD 20명을 모집하여 총 40명의 환자 샘플 크기를 제공합니다.