Transkraniell likestrømstimulering (tDCS) som en behandling for akutt frykt (tDCS)

National Institutes of Mental Health (NIMH) har nylig identifisert at en stor begrensning for forståelsen av nevropsykiatriske lidelser og utviklingen av behandlinger for disse tilstandene har vært manglende evne til å identifisere nøkkeldimensjoner ved observerbar atferd som er sentrale for disse lidelsene og knyttet til underliggende nevrobiologi ved målbare biomarkører. Dette prosjektet er ment å adressere dette problemet ved å fastslå at pupillemål av noradrenalin (NE) nevronal aktivitet er biomarkører for fryktdimensjonen til observerbar atferd, hvis endringer antas å være kjernetrekk ved nevropsykiatriske tilstander som angstlidelser. Etterforskerne vil etablere denne biomarkør-kliniske dimensjonskoblingen ved å sammenligne pupilleindekser hos mennesker med en karbondioksid (CO2) fryktprovokasjonstest, så vel som hos disse personene som gjennomgår transkraniell likestrømstimulering (tDCS) før og etter CO2-administrasjon.

Deltakerne vil bli rekruttert i Dr. Krystals laboratorium ved Duke University som har bevist infrastruktur for kliniske studier. Studieteamet planlegger å registrere totalt 240 frivillige friske frivillige (aldersgruppe: 21-65 år) for å fullføre 100. Dette tar hensyn til forventet sviktfrekvens for å: ha en pupillerespons i den auditive oddballoppgaven (AOT) (25 %); ha en tilstrekkelig fryktrespons på CO2-utfordring (50 % - relevant for de siste 10 R21 og alle R33-emner); og for å oppfylle andre screeningskriterier.

R21-fase: De første 30 forsøkspersonene vil gjennomgå to økter atskilt med 1 uke, der en lovende elektrodekonfigurasjon (tre lovende konfigurasjoner vil bli testet i en kohort på 10 forsøkspersoner) vil bli brukt med tDCS-stimulering ved økende elektrisk dosering, hvor pupillometri vil bli brukt utføres for å bestemme responsen på den auditive oddballtest (AOT). Maksimalt 5 totale tDCS-doser og sham vil bli testet. Siste 10 emner. Disse forsøkspersonene vil delta i en dobbeltblind, kontrollert, randomisert, cross-over-studie over 3 økter. Ved økt 1 vil forsøkspersonene gjennomgå elektrisk dosetitrering med tDCS-elektrodekonfigurasjonen som et resultat av de 3 optimaliseringsrundene ved å bruke samme prosedyre som i de første 30 forsøkspersonene for å bestemme den laveste godt tolererte dosen som undertrykker AOT-pupillresponsen, bortsett fra at maksimalt av 5 tDCS-doser vil bli testet på denne økten. På den tredje og fjerde økten (1 ukes mellomrom) vil forsøkspersonene motta doseoptimert tDCS og kontrollbehandlingen med rekkefølge randomisert sammen med 7,5 % CO2 (for å fremkalle en LC-respons) i 20 minutter. 7,5 % CO2 vil bli levert til oss ferdigblandet levert av Airgas. På disse øktene vil VAS-A og State Trait Anxiety-Inventory (STA-I) bli administrert 5 minutter før og like etter den 20 minutters økten, og Visual Analog Scale-Anxiety (VAS-A) vil også bli oppnådd ved 5. , 10, 15 og 20 minutters poeng av CO2-inhalasjonen. tDCS vil bli administrert i løpet av de siste 5 minuttene av den 20 minutters CO2-inhalasjonsperioden. Forsøkspersonene vil bli overvåket i en time etter økten for sikkerhets skyld og vil gjennomgå studielegevurdering for å bestemme egnethet til å forlate. Etter den andre behandlingsøkten vil deltakelsen avsluttes, bortsett fra at forsøkspersonene vil bli oppringt neste dag for å vurdere bivirkninger, og passende behandling vil bli gitt hvis de blir funnet. R33 Fase: 60 forsøkspersoner vil delta i en dobbeltblind, randomisert, kontrollert, parallell-gruppe studie. De vil bli randomisert til enten aktiv eller kontrollbehandling, og ved det første besøket etter screening vil de gjennomgå elektrisk dosetitrering som beskrevet ovenfor for behandlingen de er randomisert til. For alle titreringer, i løpet av de 5 minuttene mellom tDCS-behandlinger, vil et ublindet medlem av studieteamet som ikke har kontakt med forsøkspersonene beregne AOT-elevresponsen deres og informere tDCS-behandlingslegen om de skal fortsette eller stoppe titreringen. Forsøkspersoner som er randomisert til kontrollbehandlingen vil gjennomgå en falsk titrering der stoppnivået vil bli tilfeldig valgt fra fordelingen av titreringsresultater som forekommer i R21-fasen. Forsøkspersonene vil deretter returnere om 1 uke og gjennomgå optimal dose tDCS eller kontrollbehandling for en enkelt behandlingsøkt som beskrevet i forrige avsnitt. Primært resultat vil være VAS-A-vurderingen "reddsom" oppnådd ved slutten av tDCS/CO2-inhalasjon. AOT-pupillrespons vil bli oppnådd hvert 10. minutt etter slutten av tDCS/CO2-inhalasjonsperioden for å kartlegge varigheten av vedvarende effekter på LC. På slutten av denne økten vil deltakelsen avsluttes, bortsett fra at forsøkspersonene vil bli tilkalt neste dag for å vurdere bivirkninger og omsorg gitt om nødvendig. Foreløpige data fra R21-fasen vil bli brukt for å gi begrunnelse for den større R33-studien, og før R33-undersøkelsesfasen starter, vil det innhentes et tillegg til Institutional Review Board (IRB)-protokollen med godkjenning.

Pupillometri prosedyre. Teamet vil bruke fullt mobile SensoMotoric Instruments (SMI) øyesporingsbriller for å utføre pupillometri. Pupilldiameter vil bli registrert kontinuerlig fra hvert øye med en samplingsfrekvens på 60 Hz via briller på motivets ansikt. Etterforskerne vil fange pupillstørrelsen ved baseline og som svar på AOT og administrering av 7,5 % CO2. Data vil bli segmentert i epoker fra 0 til 12 s i forhold til oppkjøpet av hver stimuli eller eksperimentell tilstand. Et gjennomsnittlig mål for pupilldiameter vil da bli beregnet for det tilsvarende volumet ved å ta gjennomsnittet over de gjenværende ikke-artefaktuelle prøvene i den epoken. For 7,5 % CO2-respons vil pupilldiameteren beregnes i gjennomsnitt over 1 minutts perioder mens forsøkspersonene stirrer på en mørk skjerm i et mørkt rom. Dette vil bli beregnet ved baseline, og 5, 10, 15 og 20 minutter etter starten av CO2-inhalasjon og 5 minutter og 30 minutter etter inhalering.

Administrering av 7,5 % CO2. Inhalering av 7,5 % CO2 i 20 min vil bli utført. Forsøkspersonene vil bli instruert om å unngå alkohol i 36 timer og koffein i 12 timer før testing og å spise en lett lunsj minst en time før testing. En uringraviditetstest vil bli gitt til kvinner i fertil alder begge dager med gasseksponering med et negativt resultat som er nødvendig for å fortsette i studiedeltakelsen. Gass vil bli levert via en nasal-oral ansiktsmaske koblet via slange til en 500 L reservoarpose fylt med 7,5 % CO2/21 % oksygen (O2) 71,5 % nitrogen (N2). Forsøkspersonene vil motta luft gjennom masken i løpet av 10 minutter før CO2-administrering, hvor basislinjemål vil bli tatt.

Transkraniell likestrømstimulering (tDCS) vil bli administrert med en flerkanals likestrømsstimuleringsenhet som kan programmeres slik at operatøren ikke kjenner kombinasjonen av elektroder som brukes til stimulering, og dermed tillate dobbeltblinding. Den aktive tDCS-elektrodekonfigurasjonen som skal brukes vil bli bestemt med den 3-runde iterative prosedyren beskrevet ovenfor; basert på elektrisk feltmodellering og personlig tilpasset elektrisk dosetitrering for å finne den laveste dosen som tolereres godt og engasjerer målet når det gjelder å hemme AOT pupilleresponsen. Elektrisk dosering vil bli tilpasset for hvert individ ved å titrere dosen (gradvis økende) inntil dosen er funnet som både tolereres godt (ikke mer enn mildt ubehag på en 5-punkts Likert-skala) og undertrykker AOT-pupilleresponsen. Hvis 5-punkts Likert-tolerabilitetsvurderingen er større enn "mildt ubehag" eller hvis maksimal strømstyrke er nådd uten at det påvirker AOT, vil deltakelsen opphøre.