ROI 영역 DLPFC 및 IFG가 있는 매우 충동적인 참가자의 fNIRS 뉴로피드백

목표:

조사관은 두 가지 fNIRS 기반 NF 프로토콜(하나는 DLPFC를 표적으로 하고 다른 하나는 IFG를 표적으로 함)의 효과와 특이성을 평가할 것입니다. 또한 두 그룹 모두 전두엽 외부의 fNIRS 신호를 조절하는 "가짜" 훈련 그룹과 비교됩니다. 사전/사후 테스트는 세 그룹 모두에서 수행됩니다. 즉, 뇌 활동, 인지 및 충동적 행동의 측정은 NF 훈련 단계 시작 전과 마지막 훈련 세션 이후에 얻어집니다. 따라서 Go/Nogo 작업 및 n-back 작업을 적용하여 뇌 활동 및 신경심리학적 성능의 훈련 관련 변화를 평가합니다. 연구 인구는 이전에 감소된 DLPFC 및 IFG 활동(ADHD 환자와 유사)을 보이는 것으로 밝혀진 매우 충동적인(건강한) 개인이 될 것이며 조사관은 fNIRS-NF 훈련 후에 그들의 DLPFC 및 IFG 기능이 증가할 것으로 예상합니다. 우리의 가설은 두 활성 NF 그룹(DLPFC 및 IFG)이 모든 관련 측정에서 위약(가짜 훈련) 그룹보다 더 많이 향상될 것이라는 것입니다. 따라서 작업 메모리 데이터(n-back 작업)에 대한 DLPFC 그룹과 억제 제어 측정(Go/Nogo 작업)에 대한 IFG 그룹에서 특정 이점이 예상됩니다. 또한 조사관은 TSST를 표준화된 스트레스 테스트로 사용하여 스트레스 반응에 대한 fNIRS-NF의 효과를 테스트할 것입니다. fNIRS-NF 교육은 스트레스 관련 규제(전두엽과도 관련이 있음)를 강화하여 스트레스를 줄이는 데에도 효과적이라는 가설이 있습니다.

두 훈련 모두 충동적인 행동을 줄이는 데 성공할 것이라는 가설이 있습니다. 그러나 사전/사후 테스트에서 작업 기억 기능에 대한 DLPFC의 fNIRS 기반 NF와 억제 제어에 대한 IFG의 fNIRS 기반 NF의 특정 효과가 예상됩니다. 두 기능과 충동 증상 사이의 상관관계는 ADHD(특정 하위 그룹)의 치료에 어떤 훈련 ROI가 더 유망할 수 있는지를 나타냅니다. 서로 다른 훈련 ROI의 규제 간의 상관 관계는 외접 피질 영역의 피드백 규제의 특이성을 나타냅니다.

기능적 근적외선 분광법(fNIRS):

fNIRS 시스템(ETG-4000, Hitachi Medical Corporation, Japan)을 사용하여 전두엽 피질(PFC) 내의 혈류역학적 반응을 측정합니다.

모든 실험은 튀빙겐 대학교(Calwerstraße 14/Osianderstraße 24, 72076 Tübingen)의 정신과 및 심리 치료과에서 수행됩니다. 모든 의료 기술 장치는 CE 인증을 받았으며 환자에게 적용할 수 있도록 승인되었으며 장치를 작동, 적용 및 유지 관리할 수 있는 지식과 경험이 있는 사람이 승인된 목적에 따라서만 사용해야 합니다.

뉴로피드백:

하나의 NF 세션은 각각 12분 동안 지속되는 2개의 피드백 블록과 8분 동안 지속되는 하나의 전송 블록으로 구성됩니다. 피드백 블록은 12개의 규제 시행으로 구성됩니다. 하나의 규제 시험은 20초의 휴식 시간과 30초의 규제 시간으로 구성됩니다. 과제는 DLPFC 또는 IFG(또는 가짜 대조군의 경우 충동성/ADHD 증상에 관여하지 않는 것으로 추정되는 측두 피질의 4개 채널)에서 혈역학적 활동을 증가 또는 감소시키는 것입니다. 이 4개의 채널은 인지 제어 기능을 포함하는 Stroop 작업 중에 비활성인 것으로 나타났습니다. 혈역학적 뇌 활성화의 피드백으로 공이 화면의 참가자에게 표시되고 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하며 화면 중앙의 선 아래 또는 위로 이동하여 산소화 헤모글로빈의 농도 변화를 묘사합니다. 화면 중앙의 화살표는 주어진 시도에서 활성화(위쪽을 향함) 또는 비활성화(아래쪽을 향함)가 예상되는지를 나타냅니다. 활성화 시험에서 산소화 헤모글로빈의 농도는 기준선에 비해 증가해야 하며 비활성화 시험에서는 감소해야 합니다. 시도가 성공적으로 끝나면(공이 마지막 15초의 규정 시간 중 최소 7초 동안 예상 방향으로 움직였음) 보람 있는 피드백("Gut gemacht, weiter so!", 독일어로 "잘 했어, 계속 이대로!")가 화면에 표시됩니다. 전송 블록은 움직이는 공이 표시되지 않는 8개의 규정 시행으로 구성되지만 시행 종료 시 보상은 여전히 ​​참가자의 성공 여부를 나타냅니다. 학습된 조절 전략을 일상 생활로 쉽게 전이하기 위해 전이 블록이 포함됩니다.

연구 인구:

참가자는 광고/이메일 및 기존 데이터베이스를 통해 지역 학생 모집단에서 모집됩니다. 잠재적 참가자가 ASRS를 작성하도록 온라인 시스템을 사용하여 충동성이 높거나 낮은 것으로 분류합니다. 이 온라인 심사 과정에서 버튼을 눌러 연구 정보와 정보에 입각한 동의서를 읽었으며 데이터 사용에 동의함을 확인합니다. 추가 버튼을 눌러 "계속"하고 자신의 권리에 대한 정보를 받게 됩니다. 적절한 잠재적 참가자(ASRS 점수 >15~<23인 매우 충동적인 건강한 피험자)는 연구 약속을 위해 다시 연락을 받습니다. 완전한 연구 정보, 정보에 입각한 동의서 및 데이터 보안 양식은 그 때 잠재적 참가자에게 전송됩니다. 실제 실험실 예약을 위해 도착하면 모든 절차와 가능한 위험에 대한 설명을 구두 및 서면으로 다시 받게 됩니다. 그들은 서면 동의서를 제출할 때 연구에 포함됩니다.

샘플 크기 추정:

제안된 프로젝트는 무작위 통제 시험으로 계획되며 IFG-, DLPFC 및 IFG 기반, DLPFC 기반 또는 가짜(측두 피질) NF 제어 교육을 받는 위약 교육 그룹으로 나누어 총 60명의 참가자로 구성됩니다. . ADHD 환자에서 일반적으로 관찰되는 NF 개입의 효과 크기를 기준으로 합니다(대기자 명단, EMG 바이오피드백 및 인지 훈련을 포함한 다른 대조군과 비교하여 주의력 관련 증상 개선을 위한 약 d=0.8; Arns, de Ridder, Strehl, Breteler & Coenen, 2009), n=20의 하위 그룹 표본 크기는 사전 정의된 α가 0.05이고 의도된 검정력이 최소 80%인 정규 검정력 계산의 결과입니다. 현재 계획된 훈련 프로토콜과 밀접한 관련이 있는 최근 자체 데이터는 대조군 설계 내에서 사전 사후 비교를 위해 최소 0.8의 효과 크기를 확인합니다. 세부적으로, 전두엽에 초점을 맞춘 fNIRS 기반 NF 교육을 통한 8개의 교육 세션 후, 매우 충동적인 피험자는 목표 인지 측정(정지 신호 작업에서 RT의 표준 편차)과 대뇌 피질 활성화(왼쪽 DLPFC) 모두에서 긍정적인 변화를 보였습니다. 효과 크기가 각각 dcorr = 0.981 및 1.61인 EMG 기반 제어 훈련 그룹(Hudak et al., 2017)보다 훨씬 더 강력했습니다(사전 제어 설계 연구에 대한 Klauer(2001)에 따른 공식). 종합하면, 증상 수준 자체에 대한 NF 효과의 보다 보수적인 추정에 의존하여(위 참조), 따라서 그룹 및 치료 암당 n=20의 샘플 크기는 제안된 연구의 다양한 목표 및 질문에 적합한 것으로 보입니다. .

위험 및 부작용:

FNIRS: fNIRS 기록과 관련된 의학적 위험은 없습니다. 본 연구의 경우인 레이저 다이오드를 사용할 때 중요한 조직 가열이 발생하지 않습니다. 우발적인 문제를 방지하기 위해 가능한 모든 예방 조치를 취할 것입니다. 측정 응용 프로그램(예: NIRS 캡의 편안한 조정)을 처리하는 방법에 대한 지침 및 프로토콜은 숙련된 실험실에서 제안한 대로 엄격하게 따릅니다. 또한 실험자들은 Ann-Christine Ehlis 박사의 긴밀한 감독하에 작업할 것입니다.

FNIRS 기반 NF: fNIRS 기반 NF 치료와 관련된 위험은 적고 드물며 신속하게 치료할 수 있습니다. 매우 민감하거나 취약한 개인의 경우 fNIRS 기반 NF는 편두통(근육 긴장 유발), 안면 홍조 또는 경미한 불안(성능 유발)을 유발할 수 있습니다. 치료 전에 적절한 병력을 확보함으로써 잠재적인 문제를 최소화하고 예방할 수 있습니다. 부작용은 일반적으로 경미하고 일시적이며 신속하게 치료할 수 있어 참가자가 치료를 계속할 수 있습니다.

데이터 프라이버시:

모든 실험자는 전문가의 재량에 구속됩니다. 프로젝트에 참여할 가능성이 있는 의대생/석사생은 모든 절차에 대한 자세한 설명을 듣고 이 지침을 적용하기 위한 계약을 체결하게 됩니다. 데이터 개인 정보 보호법에 따라 데이터의 기밀 처리가 보장됩니다. 수집 시 데이터가 인코딩되므로 게시된 결과를 개인에게 할당할 수 없습니다. 재식별을 가능하게 하는 녹음은 잠겨 있으며 직원만 액세스할 수 있습니다(자세한 내용은 아래 참조). 데이터 처리를 위해 다음 규칙이 적용됩니다.

데이터 수집 및 저장:

데이터는 코드를 사용하여 저장됩니다. 이러한 가명은 각 참가자에 대해 생성됩니다(독일어: "Pseudonymisierung"). 코드는 사용된 패러다임의 이름과 참가자의 실행 번호로 구성됩니다.

참가자의 이름이 적힌 양식은 세 가지뿐입니다. 먼저 참가자는 동의서에 이름, 생년월일 및 서명을 작성합니다. 둘째, 실험자는 참가자 이름, 생년월일 및 연구 코드를 프로토콜 양식에 기록합니다. 이 프로토콜은 참가자의 학습 코드를 참가자의 신원과 연결하는 유일한 방법입니다. 셋째, 참가비는 참가비 수령 동의서에 서명합니다. 세 개의 문서는 잠글 수 있는 찬장에 다른 연구 문서와 별도로 보관됩니다. 이 찬장과 방의 열쇠는 A.-C 박사가 서명한 허가증이 있어야만 접근할 수 있습니다. Ehlis, Tuebingen에 있는 정신의학 및 심리치료과의 "정신생리학 및 광학 이미징" 연구 그룹 책임자.

심리 측정 설문지는 잠글 수 있는 방의 찬장에 보관됩니다. 이 설문지에는 참가자의 학습 코드만 기록됩니다. 객실 열쇠는 A.-C 박사가 서명한 허가증이 있어야만 접근할 수 있습니다. 엘리스. 이 문서들은 10년 후에 파기될 것입니다. 또한 설문지 데이터와 참가자의 연구 코드는 추가 분석을 위해 Excel 또는 SPSS 프로그램의 데이터 매트릭스에 입력됩니다. 이미징 데이터에는 참가자 연구 코드도 표시되어 있습니다.

온라인 설문지는 SoSciSurvey 소프트웨어를 사용하여 구성 및 배포됩니다. SoSciSurvey는 모든 데이터를 독일 서버(뮌헨에 위치)에 저장합니다. SoSciSurvey는 제3자와 데이터를 공유하지 않으며 IP 주소를 저장하지 않으며 프로젝트 관리자가 3개월 동안 시스템에 로그인하지 않은 경우 모든 데이터를 삭제합니다. 모든 데이터는 데이터 전송 중에 암호화됩니다. 따라서 SoSciSurvey는 매우 높은 보안 표준을 제공합니다. 온라인 평가 기간이 지나면 데이터가 다운로드되어 암호로 보호된 튀빙겐 대학 병원(정신 생리학 및 광학 이미징 그룹)의 하드 디스크에 저장됩니다. 그러면 모든 데이터가 SoSciSurvey 서버에서 삭제됩니다.

데이터 분석:

코딩된 데이터는 분석되고 결과는 특정 과학 저널에 게시됩니다. 이러한 결과에서 단일 참가자에 대한 정보를 추론할 가능성은 없습니다.

FNIRS 데이터는 ETG-4000(일본 Hitachi Medical Co.의 Topo 소프트웨어) 및 오프라인 헤모글로빈 변화 분석에 적용된 상용 소프트웨어인 MATLAB(The MathWorks Inc.)에 구현된 소프트웨어 패키지로 분석됩니다. 집중. 또한 통계 분석은 소프트웨어 패키지 Excel(Microsoft Inc.) 및 SPSS를 사용하여 수행됩니다. 통계분석은 주로 반복측정을 위한 ANOVA와 상관분석을 적용한다. 사후 비교는 상관관계 분석뿐만 아니라 일치하거나 독립적인 샘플에 대한 t-테스트를 ​​사용하여 수행됩니다.