비침습적 뇌 자극으로 시야 결손 개선

경두개 전류 자극 비침습적 경두개 전류 자극(tCS)은 수십 년 동안 인간에게 안전하게 사용되었습니다. 비침습적 전류 자극 기술은 특정 수준(일반적으로 2mA(밀리암페어)) 이상의 전류를 제한하는 내장형 회로가 있는 배터리 구동식 전류 생성 장치를 사용합니다. tCS는 지난 10년 동안 참가자에게 유의하지 않은 위험을 입증하는 데 널리 사용되었습니다(Antal et al., 2017; Brunoni et al., 2011; Iyer et al., 2005; Nitsche et al., 2008; Nitsche & Paulus, 2011 ) 이 연구는 무작위 잡음(즉, tRNS)는 tDCS(경두개 직류 자극)보다 적용되는 순 전하가 적습니다. 문헌에서 교류(tACS) 또는 랜덤 노이즈(tRNS)를 사용하는 tCS의 부작용에 대한 보고는 제한적입니다. tACS를 사용한 연구에서도 tDCS 문헌에 기술된 효과와 본질적으로 유사한 부작용(예: 두통, 전극 아래 감각 및 시각적 감각)이 보고되었습니다(Antal et al., 2017; Antal et al., 2008; Brignani 외, 2013). tCS 문헌에 기술된 부작용은 가능한 부작용에 대한 보수적인 평가를 제공하기 위해 여기에 설명되어 있습니다. 이용 가능한 최신 데이터에 따르면 tCS와 관련된 가장 일반적인 부작용은 다음과 같습니다(Antal et al., 2017; Nitsche & Paulus, 2011; Feurra et al., 2013).

tDCS에 대한 전극 아래 피험자가 보고한 감각:

(이러한 감각은 때때로 tCS 완료 후 짧은 기간 동안 계속될 수 있지만 일반적으로 tCS가 시작된 후 곧 해결됩니다.)

가벼운 따끔거림(20-70%) 가벼운 가려움증(30-40%) 약간의 작열감(10-22%) 불편함 또는 경미한 통증(10-18%)

tCS 동안에만 발생한다고 보고된 효과:

자극을 켜고 끌 때 시각적 감각(11%)

tCS 도중 및 이후에 발생할 수 있는 기타 영향은 다음과 같습니다.

중간 정도의 피로(35%) 피부 발적(30%) 두통(10-15%) 집중력 저하(11%)

또한 다음과 같은 드문 부작용이 설명되었습니다.

메스꺼움(3%) 신경질(<5%) 귀 울림(<1%) 경조증은 양극성 장애 및 우울증에 대해 tDCS를 받은 소수의 참가자에게서 보고되었지만 정상 대조군에서는 전혀 보고되지 않았습니다. 정신 장애 병력이 있는 피험자는 연구에서 제외됩니다.

tCS에서는 보고된 적이 없지만 발작은 이론적인 위험입니다. 합의 논문은 tCS(현재 프로토콜에 사용된 tRNS 포함) 관련 발작이 고령 피험자와 뇌졸중 후 피험자에서 수행된 연구를 포함하여 문헌에 보고된 적이 없음을 지지합니다(Antal et al., 2017).

tRNS 방문: tRNS 연구 방문은 BIDMC에서 수행됩니다. 참가자는 방문의 최대 15%를 놓칠 수 있습니다. 조사자가 결정한 합리적인 시간 범위 내에 있는 경우 예상 방문 횟수에 도달하기 위해 추가 세션이 추가됩니다.

tRNS 부작용 및 부작용의 검토는 매일 자극 전후에 완료됩니다. 약물 또는 병력의 모든 변경 사항은 매일 평가됩니다.

참가자의 머리에 전극이 있는 모자 및/또는 밴드를 배치하고 전극 아래에 젤을 바르는 것을 포함하는 tRNS 설정 - 시각적 훈련 프로그램이 설정되고 시작할 준비가 되면 자극이 시작됩니다(또는 참가자가 그렇지 않은 경우 즉시). 시각적 자극 그룹에서) 자극/가짜가 투여됩니다. 이것은 20-30분 동안 지속됩니다. 참가자가 시각적 훈련 그룹에 있는 경우 이 자극/가짜 동안 컴퓨터 기반 작업을 수행합니다.

각 그룹 내에서 코호트의 절반은 tRNS로 자극을 받고 나머지 절반은 가짜 자극을 받습니다. VFD 피험자의 V1 병변 뇌 반구와 건강한 반구의 상동 영역이 표적이 될 것입니다. tRNS의 경우 20~30분 동안 1.0mA 전류가 O1/O2 위에 양쪽으로 위치한 전극에 전달됩니다(Herpich et al., 2019). 전류 방향은 고주파수 범위(101-640Hz) 내에서 무작위로 진동합니다. 가짜의 경우 활성 조건에서와 동일한 자극 매개변수가 사용되지만, 자극기는 1.0mA까지 20초 램프 업 후 꺼지도록 프로그래밍됩니다. 이 "페이드 인" 절차를 통해 참가자는 실제 자극과 가짜 자극 모두에 대해 유사한 두피 감각을 보고합니다. 자극에 사용되는 모든 장치에는 조사자와 참가자가 자극 유형에 대해 눈이 먼 "블라인드 모드"가 있습니다.

모니터링 및 안전 계획 부작용은 실험 프로토콜의 시작부터 연구 참여가 끝날 때까지 수집됩니다. tRNS에 대한 속성 또는 사전/사후 평가와 관계없이 모든 부작용은 표준 부작용 양식을 사용하여 수집 및 기록됩니다. 참가자들은 매일 이러한 이벤트의 존재 여부에 대해 개방형 방식으로 질문을 받게 됩니다. 각 부작용의 강도는 경증, 중등도 또는 중증으로 등급이 매겨집니다. 예상하지 못한 사건(예: 연구 프로토콜에 설명되지 않은 사건)이 발생하여 인지 또는 시력의 기준선에서 변화를 나타내고/하거나 발작과 같이 즉각적인 주의가 필요한 경우, 연구 MD(또는 취재 조사자) 이벤트를 평가하고 참가자의 즉각적인 치료에 대해 조언하고 필요한 보고 단계를 결정하기 위해 실시간으로 통보됩니다. 연구 계획에 설명된 위험과 비교하여 성격, 심각도 또는 빈도에 있어서 심각하거나 예상치 못한 모든 사건은 사건과 연구의 관계를 결정하기 위해 연구 책임자가 검토할 것입니다. 보고 가능한 이벤트는 결정된 정책에 따라 BIDMC에 제출됩니다.

BIDMC에서 자격을 갖춘 면허가 있는 의사는 BIDMC에서 모든 tRNS 방문 중에 호출기로 이용할 수 있습니다. 또한 tRNS를 적용하는 사람은 불편함을 모니터링하고 실신의 초기 증상(예: 발한, 창백) 및 발작 인식. 또한 모든 직원은 참가자의 안전을 유지하기 위한 기본 조치를 적용하도록 교육을 받습니다. 예를 들어 참가자가 실신 전 증상 또는 실신 사건을 경험하는 경우 증상을 완화하기 위해 즉각적인 치료가 제공됩니다(예: 참가자는 누운 자세로 배치됨). 또한 센터의 연구 간호사는 참가자의 신속한 평가, 회복 조치 구현 및 필요에 따라 모니터링을 지원할 수 있습니다.

모집 뇌졸중 환자는 Beth Israel Deaconess Medical Center의 Stroke Unit에서 모집됩니다. 초기 분류는 참가자의 차트를 소급하여 검사하고 시각 장애에 대한 NIH Stroke Scale(NIHSS) 항목을 살펴봄으로써 급성기의 원래 시야 장애 수준을 결정합니다. 시야 결손이 있고 포함 및 제외 기준을 준수하는 환자에게 연락하여 참여하도록 초대합니다.

이 연구에 관심이 있는 개인은 BIDMC의 비침습적 뇌 자극 센터에 문의하십시오. 연구 조교가 연구의 목적과 디자인을 설명할 것입니다. 참가자가 연구에 관심이 있는 경우 일부 제외 기준을 배제하기 위해 전화 인터뷰를 실시합니다. 참가자가 연구 자격이 있는 경우 BIDMC에 초대되어 연구에 대해 다시 자세히 설명하고 참가자는 연구에 참여하기 전에 서면 동의서를 주의 깊게 읽고 서명하도록 요청합니다. 참가자는 질문을 하도록 권장됩니다.

샘플 크기 및 코호트 분할 이 연구는 다음을 테스트하도록 설계되었습니다. (2) 성인 참가자의 시각 피질 손상 후 시각 지각 회복에 있어 비침습적 뇌 자극과 결합된 시각 재훈련의 효과. 예비 결과에 따라 시야 결손이 있는 참가자 92명이 등록됩니다. 이 수치는 발표된 결과의 표본 크기 계산을 기반으로 하며, 참가자가 긍정적으로 응답한 비율은 60%였습니다(Herpich et al., 2019). 연구 그룹은 알파가 0.05이고 검정력이 80%인 75% 발생률을 보일 것으로 예상됩니다. 예상 표본 크기는 78개입니다. 그러나 잠재적인 높은 탈락률(15%)을 감안할 때 92명의 참가자가 등록됩니다.

92명의 허혈성 뇌졸중 유발 VFD 참가자는 78명의 평가 가능한 대상(15% 감소율)을 완료하기 위해 감소/스크린 아웃을 설명하기 위해 모집됩니다. 만성 및 아급성 VFD 참가자는 두 그룹 모두에 모집됩니다. 그룹 1(훈련 + 자극) 내에는 36명의 만성 대상자와 10명의 아급성 대상자가 있습니다. 그룹 2(자극만) 내에는 36명의 만성 대상자와 10명의 아급성 대상자가 있을 것입니다. 모든 하위 그룹 내에서 피험자는 실제 대 가짜 자극의 50% 확률을 갖습니다. 아급성은 연구 시작 전 뇌졸중 후 6개월 미만으로 정의됩니다. 만성은 연구 시작 전 뇌졸중 후 6개월 이상으로 정의됩니다.

통계 분석 학생의 t-검정 통계 및 다요인 ANOVA 설계를 사용하여 효과의 중요성을 입증합니다. 동물과 일반 인간에 대한 유사한 실험을 기반으로 하고 과학적 목표가 주어지면 표본 크기가 적절하고 충분합니다. 1차 종료점은 결함 시야 내에서 훈련 후 모션 식별 작업의 개선입니다. 2차 종료점은 다음과 같습니다. (a) The National Eye Institute 25-Item Visual Function Questionnaire(NEI-VFQ-25)의 개선; (b) Humphrey perimetry로 측정한 시야의 사각지대 감소. 분석은 MATLAB을 사용하여 수행됩니다. 데이터는 BIDMC의 R 드라이브에 저장됩니다. EEG 데이터 분석: 아티팩트(예: 눈 깜박임 및 안구 움직임)가 있는 모든 EEG 에포크의 오프라인 검사 및 제거는 평균화 전에 수행됩니다. 모든 대상에서 15% 미만의 거부된 시도로 각 조건의 60-100회 반복이 있을 것입니다. 평균은 각 전극 및 각 자극 조건에 대해 각 주제에 대해 계산됩니다. 평균 응답은 관심 있는 파형 구성 요소(P1, N1, N2, P2 및 늦은 피크)를 식별하는 데 사용됩니다. 동작 시작과 관련된 N200 구성 요소의 피크 진폭 및 대기 시간은 수평(왼쪽, 오른쪽) 및 방사형(인, 아웃) 자극에 대해 별도로 분석됩니다. 모든 사이트의 피크 N200 진폭 및 대기 시간은 개체 간 요인으로 그룹과 전극 사이트(예: Fz, FCz, Cz, CPz, Pz, Oz)를 대상 요인 내에서 사용합니다. 자유도에 대한 Greenhouse-Geisser 조정은 구형도의 반복 측정 가정의 고유한 위반으로 인해 기록 사이트 요인에 사용됩니다. 적절한 경우 사후 분석은 Tukey의 HSD 테스트와 가족 단위 유형 I 오류율 0.05를 사용하여 수행됩니다.

데이터 안전 및 감사 보호된 건강 정보의 기밀성과 개인 정보를 보호하기 위해 각 연구 피험자에게 고유한 코드 번호가 할당됩니다. 참가자의 이름과 연구 번호 및 식별자를 연결하는 별도의 로그는 연구 조사자만 액세스할 수 있는 암호로 보호된 데이터 파일에 보관됩니다. 피험자가 동의서에 서명하고 필요한 경우 연구 참여에 동의하면 Center for Brain Science MRI 프로토콜의 직원 이외의 외부 출처에 이름이 제공되지 않습니다. 참가자를 식별할 수 있는 식별 정보는 게시되지 않습니다. 이 연구의 데이터는 BIDMC 방화벽 뒤의 연구에서 조사관이 사용할 수 있는 보안 드라이브에 입력되고 저장됩니다. 다른 센터에서 필요한 모든 정보는 보안 이메일 및/또는 보안 파일 전송을 통해 제공됩니다.