복잡한 외상성 뇌손상에서 인지 훈련을 강화하기 위한 제어 네트워크 신경 조절 (CONNECT-TBI)

폭발 및 비 폭발 메커니즘으로 인한 뇌진탕은 서비스 복귀, 기능적 독립성 및 삶의 질에 대한 쇠약한 결과와 함께 지속되는 뇌진탕 후 증상(PPCS)으로 이어질 수 있습니다. 불행하게도, 알고리즘 재활 양식은 일반화 가능성이 제한적이고 효과 크기가 작습니다. 잠재적으로 표적 참여가 제한되어 있기 때문입니다.

mTBI 후 인지 증상은 일반적이며 쇠약하게 합니다. 기존의 통념과는 달리 mTBI는 종종 장애와 관련하여 "가벼운" 것이 아니며 환자의 최대 22%가 부상 후 1년에 기능 장애를 보고합니다. 특히 실행 기능(예: 작업 기억, 세트 이동 및 반응 억제)은 TBI 손상에 더 민감한 것으로 보이며 전반적인 기능에 더 큰 영향을 미칩니다. PPCS에 대한 이해의 발전에도 불구하고 추정되는 TBI 메커니즘을 목표로 하는 단일 치료법은 아직 없습니다. 메틸페니데이트와 같은 약물은 어느 정도 도움이 되지만 탈억제 및 심혈관 효과와 같은 부작용을 수반하며 현재 다른 종류의 약물을 권장할 만한 증거는 거의 없습니다. 인지 재활은 약간만 도움이 될 뿐입니다. 2009년 심리 건강 및 외상성 뇌손상의 우수 방어 센터 회의 이후 인지 장애의 치료사 기반 재활을 위한 효용 또는 최적의 전달 수단에 대한 합의가 거의 이루어지지 않았습니다. 중요하게도, 증거 기반의 몇 가지 제한 사항은 다음을 포함하여 TBI 후 인지 증상에 대한 표준화된 접근 방식을 향한 진행을 방해했습니다. 1) 사용된 다양한 재활 개입(즉, 치료사 기반, 컴퓨터 기반); 2) 연구된 다양한 결과 측정; 3) 글로벌 기능에 대한 이점의 일반화가 부족합니다. 군인 인구에 대한 인지 재활 개입의 가장 최근 시도는 이러한 다양한 재활 접근법을 비교하려고 시도했습니다. 이러한 연구는 인지 재활 개입이 mTBI 후 주관적 증상과 삶의 질을 개선할 수 있음을 보여주지만, 이러한 이점이 어떻게 달성되는지, 그리고 실제로 mTBI 관련 메커니즘을 목표로 하는지 여부는 명확하지 않습니다.

Neuromodulation은 인지 회복을 가속화할 수 있습니다. 여러 연구에서 인지 성능을 위해 TBI에서 tDCS를 사용하는 것으로 설명했으며, 거의 모두 CCN의 왼쪽 DLPFC 노드를 대상으로 하며 다양한 자극 프로토콜에서 다양한 개선 사항이 언급되었습니다. 주목할 점은 신경정신과 인구의 작업 기억에 대한 tDCS의 최근 메타 분석에서 양극 tDCS가 온라인(자극 중) 작업 기억 정확도(표준화 평균 차이 = 0.77)를 크게 향상시키는 것으로 나타났습니다.

rTMS는 또한 mTBI 치료에 대한 가능성을 보여줍니다. rTMS는 강력한 신경가소성을 유도하고 질병을 효과적으로 치료하며 작용 메커니즘 측면에서 더 잘 특징지어지는 강력한 신경조절 기술입니다. 최근에 흥분성 및 억제성 rTMS가 모두 mTBI 인구에서 안전하고 뇌진탕 후 두통, 만성 통증, 이명 및 우울증을 개선할 수 있음을 나타내는 여러 소규모 자연주의 및 통제 연구가 보고되었습니다. 중증 TBI 인지에 대한 비특이적 rTMS에 대한 최근의 부정적인 시도는 환자 선택, 치료 선택 및 대상 참여의 보다 정확한 방법에 대한 중요한 필요성을 강조합니다.

연구 절차에는 기준선 테스트 방문, 16회의 치료 방문 및 치료 후 테스트 방문이 포함됩니다. 참가자는 후속 조치를 위해 치료 후 3개월 및 6개월에 연락을 취할 것입니다.

기본 테스트 방문: 인구 통계학적 정보, 병력 및 TBI 데이터, 증상 심각도 정보 및 신경심리학적 테스트를 수집하기 위한 연구 평가는 기본 테스트 방문에서 완료됩니다. 시험은 연구 공동 조사자의 직접적인 감독하에 훈련된 연구 인력에 의해 수행될 것입니다.

기본 방문, MRI 스캐닝: 피험자는 앨버커키(MRN) 및 미니애폴리스(CMRR) 사이트 모두에서 3T Siemens Prisma 스캐너를 사용하여 60분 MRI를 받게 됩니다. 고해상도 T1 및 T2 강조 이미지(1 x 1 x 1mm 해상도), DTI, pCASL, 휴식 상태 fMRI 및 작업 관련 fMRI가 수집됩니다. 모든 해부학적 데이터는 그룹 식별에 눈이 먼 보드 인증 신경방사선 전문의가 검토합니다. 모든 양성 소견은 이미징 CDE와 일치하는 각 이상의 존재, 위치, 중증도 및 병리에 대해 코딩됩니다. 참가자는 휴식 중 및 다감각 작업 기억 작업 중에 구조적 및 기능적 MRI 스캔을 받게 됩니다. MMWM은 감각 양식 중 하나 또는 둘 모두의 자극이 이전 자극(1-back 또는 2백).

신경조절 + 교육 세션(총 16회, 각 1시간): 앨버커키에서 기본 방문 완료 후 참가자는 총 30분 동안 활성 HD-tDCS, 활성 rTMS 또는 왼쪽 DLPFC에 가짜 자극을 받게 됩니다. 일/주, 연속 4주 동안. 신경 조절 세션 동안 피험자는 10점 고정 리커트 척도를 사용하여 따끔거림이나 가려움증과 같은 신체적 감각을 설명합니다. HD-tDCS의 투여는 피험자가 불편함을 8 이상으로 보고하거나 피험자가 언제든지 중단을 원하는 경우 즉시 중단됩니다. 피험자는 시각적 아날로그 10점 척도를 사용하여 기분, 에너지, 통증 및 각성 수준을 평가받게 됩니다. 이러한 확인은 자극 세션 동안 10분마다 발생합니다.

HD-tDCS: Star-Stim 8 고화질 경두개 전기 자극기가 HD-tDCS를 관리하는 데 사용됩니다. 왼쪽 DLPFC의 타겟팅은 피사체의 머리에 꼭 맞는 표준 EEG 캡을 활용하여 수행됩니다. 여러 10-20 EEG 시스템 위치를 측정하고 캡이 머리에 올바르게 배치되었는지 확인합니다. 둥근 1cm2 HD-tDCS 전극은 양극 전류를 전달하고 음극 전류를 수신하는 데 사용됩니다. 전체 감각을 줄이기 위해 각각 약 1mA의 전류를 전달하는 두 개의 양극 전극을 기능적으로 결정된 DLPFC 위에 두피에 배치합니다. 6개의 반환 전극이 양극 주변의 다양한 위치에 배치됩니다. 각 대상에 대한 정확한 전극 배치는 각 개인의 MRI T1 이미지를 사용하여 DLPFC 내부의 전류 밀도를 최대화하는 동시에 외부의 전류 밀도를 최소화하는 것을 목표로 하는 3차원 유한 요소 모델을 구성하는 현재 모델링 소프트웨어에 따라 결정됩니다. 처리 조건에 대한 전류는 60mA-min의 총 전달 전하에 대해 30분 동안 2.0mA에서 적용됩니다. 전류는 시작 시 1분 이상 증가하고 종료 시 1분 이상 감소합니다. 임피던스는 권장 한계(예: 200kΩ)를 초과하지 않도록 각 채널에 대해 실시간으로 모니터링됩니다.

rTMS: 참가자는 작업 메모리 작업을 수행하는 동안 fMRI로 식별된 DLPFC의 기능 영역에 TMS의 16개 세션을 받게 됩니다. Magventure MagPro 경두개 자기 자극기(Albuquerque, NM) 및 Magstim Rapid 2 경두개 자기 자극기(미네소타주 미니애폴리스)는 54명의 재향군인 및 전투원(활성 36명, 샴 ) mTBI 및 뇌진탕 후 인지 증상이 있는 경우. 첫 번째 세션에서 용량 적정이 수행됩니다. 의자에 편안하게 앉은 후 피험자의 머리를 성형 가능한 베개로 받치고 코일 방전 소음으로부터 보호하기 위해 귀마개를 제공합니다. 표면 근전도 리드는 첫 번째 등골간(FDI) 근육 위에 오른손의 깨끗한 피부에 적용됩니다. 근육의 운동 피질 핫스팟은 반대쪽 반구에 전달되는 단일 펄스 TMS로 식별됩니다. 휴식 운동 역치는 10번의 시험 중 5번에서 TMS Clinical Society의 기존 기준인 50uV 피크 대 피크를 충족하는 모터 유발 전위를 도출하는 데 필요한 가장 낮은 자극 강도로 결정됩니다. 피험자의 fMRI 데이터는 신경항법 추적 컴퓨터에 로드되어 DLPFC 내의 기능적 핫스팟을 찾습니다. 표적 컴퓨터에 연결된 적외선 카메라는 부착된 추적 마커를 통해 대상의 머리와 TMS 코일의 3차원 위치를 실시간으로 추적합니다. TMS 코일은 공동 등록된 MRI 데이터와 식별된 헤드 랜드마크를 사용하여 왼쪽 이마 위에 배치됩니다. 각 세션에서 흥분성 TMS에 대한 기존 매개변수(예: 10개의 삼중항 펄스, 주파수 5Hz, 열차 지속 시간 2초, 열차 간 간격 8초의 60개 열차)에 따라 최대 1800개의 펄스가 전달됩니다. 자기장 강도는 정지 모터 임계값의 120%입니다. 내약성을 위해 첫 번째 세션에서 자기장 강도의 램프 업을 활용할 수 있습니다. 필요한 경우 배치를 손상시키지 않고 내약성을 개선하기 위해 부작용을 모니터링하고 코일 각도를 조정합니다.

가짜: 가짜 그룹(총 n=36)이 분할됩니다: 절반(n=18)은 가짜 HD-tDCS를 받고 절반(n=18)은 가짜 rTMS를 받습니다. 가짜 HD-tDCS를 받는 참가자는 30초 안에 실제 개입의 강도까지 전류 램프를 수신한 다음 생리학적 효과가 없는 것으로 표시된 양인 < 0.1mA로 램프 다운됩니다. 자극 세션이 1분 남았을 때 전류는 30초 안에 최대 강도까지 증가한 다음 30초 안에 감소합니다. 이 패러다임은 절차의 측면(전극 준비 및 적용)을 동일시하고 참여자에게 실제 자극과 어느 정도 유사한 신체적 감각을 제공하기 위해 자극이 없는 상태가 아닌 제어 조건으로 사용됩니다. 뇌 기능과 행동에 영향을 미치기에 충분한 수준보다 훨씬 낮은 수준을 유지하면서 그룹화합니다. 이중 맹검을 달성하기 위해 HD-tDCS 기계는 가짜 대 능동 자극을 무작위화하고 나중에 쿼리할 수 있도록 자극 프로토콜을 추적하도록 프로그래밍됩니다. 가짜 rTMS는 뇌에 생리학적 활성 자기장을 전달하지 않는 가짜 코일과 함께 제공됩니다. 활성 rTMS 코일과 유사한 소리를 생성하고 피부에 접촉하여 일반적인 rTMS 펄스로 인한 감각과 유사한 약한 전류를 전달하는 전극을 특징으로 합니다. 이중 맹검은 각 주제에 할당되고 참가자의 코일 선택을 지시하는 무작위 프로그램 코드를 사용하여 유지됩니다.

인지 훈련 작업: 모든 그룹에 대해 참가자는 치료 및 가짜 동안 각 세션에서 30분 동안 APT-3 훈련 배터리를 관리받게 됩니다. 각 세션의 자료는 미리 결정된 강의 계획서에 따라 연구 직원이 미리 결정하며 참가자는 자료를 최대한 효율적으로 진행합니다. rTMS가 주어지면 rTMS가 완료된 후 교육이 진행됩니다. HD-tDCS가 제공되면 자극이 발생하는 동안 훈련이 동시에 진행됩니다.

치료 후 방문: 16개의 신경조절 + 훈련 세션이 완료된 후 치료 후 방문을 위해 신경심리학적 검사, 증상 평가 및 MRI를 포함하여 기준선 방문의 테스트 및 평가를 반복합니다. 인구 통계 정보는 반복되지 않습니다.

장기 추적(각각 30분): 신경 조절 및 인지 훈련을 받은 후 3개월 및 6개월에 피험자는 전화로 연락을 취하고 증상 부담 및 삶의 질 평가 도구를 관리합니다.