Forbedring av behandling av vrangforestillinger ved schizofreni gjennom nevromodulering (tACS)

Hensikt:

Målet med denne studien er å forbedre en form for ikke-farmakologisk behandling av vrangforestillinger ved schizofreni ved bruk av nevromodulering, og bekrefte effekten ved hjelp av elektroencefalogram (EEG) og atferdsmål (Whitman et al., i trykken; Whitman, Minz & Woodward, 2013). Spesifikt vil transkraniell vekselstrømstimulering (tACS) bli brukt for å forbedre resultatet av deltakelse i metakognitiv trening (MCT) for behandling av psykose.

MCT er et gruppebasert program utviklet direkte fra nåværende kognitiv nevropsykiatri forskningsfunn på schizofreni og psykose. MCT deler kunnskap oppnådd i forskningslaboratorier for å hjelpe individer som opplever psykose til å bli mer bevisste på tankemønstrene som er involvert i sykdommen deres. Hovedformålet med den metakognitive treningen er å hjelpe mennesker til å endre tankemønstrene som forårsaker vrangforestillinger, for derved å unngå tilbakefall til sykdom eller redusere virkningen av vrangforestillinger (Moritz et al., 2014).

tACS er en ikke-invasiv hjernestimuleringsteknikk der en svak elektrisk strøm påføres hodet for å endre sannsynligheten for nevrale avfyring i et område av cortex under stimuleringselektrodene (Antal & Paulus, 2013).

Hypotese:

Nevromodulering vil øke fordelen med det ikke-farmakologiske behandlingsprogrammet, MCT, for å redusere alvorlighetsgraden av vrangforestillinger ved schizofreni.

Berettigelse:

Det er nå klart at det å hjelpe individer med schizofreni til å bli oppmerksomme på tankemønstrene som ligger til grunn for vrangforestillinger, gir effektive verktøy for å motvirke disse tankemønstrene (Moritz et al., 2013; Mortiz et al., 2014). MCT-programmet for behandling av vrangforestillinger innebærer å oppleve situasjoner hvor hverdagslige tolkninger av virkeligheten må settes spørsmålstegn ved. Empiriske studier og metaanalyser indikerer at MCT er effektivt, selv inntil tre år etter avsluttet behandling (i forhold til aktive kontrollforhold og behandling som vanlig (TAU)).

Til tross for disse suksessene kan ingen behandling av schizofreni anses som svært effektiv, og det er alltid rom for forbedring i effektstørrelse. Nevromodulering kan gi denne forbedringen ved å påvirke patologisk hjernefunksjon mot en sunn tilstand før MCT, øke åpenheten for å stille spørsmål ved hverdagslige tolkninger av virkeligheten, og øke effekten av MCT-behandling av vrangforestillinger. tACS er nesten helt ikke-invasiv og rent modulerende, noe som endrer sannsynligheten for nevrale avfyring i et område av cortex under stimuleringselektrodene. Det er nå mulig å modulere ved forskjellige svingningsfrekvenser, i samsvar med hvordan den friske hjernen fungerer når den tolker virkeligheten.

Den foreslåtte forskningen involverer anvendelse av oscillasjonsmålrettede nevromodulasjonsprotokoller for å fordreje hjernefunksjonen mot en tilstand som fremmer spørsmålstegn ved dagligdagse tolkninger av virkeligheten, og dermed redusere alvorlighetsgraden av vrangforestillinger, og forbedre responsen på et treningsprogram for behandling av vrangforestillinger ved schizofreni ved å øke innsikten om tankemønstre som fører til vrangforestillinger. Etterforskerne planlegger å dokumentere hjerneforandringene indusert av nevromodulering ved å bruke ytelses- og EEG-tiltak tatt på en beslutningsoppgave som involverer tolkning av virkeligheten, og hvor ytelsen korrelerer med alvorlighetsgraden av vrangforestillinger. Denne oppgaven innebærer å bedømme sannsynligheten for at bevis stemmer overens med en hypotese, og det har vist seg at denne vurderte sannsynligheten øker når pasienter er sterkt vrangforestillinger. Etterforskerne har vist at denne oppgavetilstanden (dvs. bevis-hypotese-match) fremkaller en økning i alfakraft i det oppgavepositive nettverket, og en reduksjon i betastyrke i standardmodusnettverket (Whitman et al., i trykken). Dette antyder at maksimering av kraften til alfabåndet i det oppgave-positive nettverket bør føre hjernen mot en sunnere tilstand for å veie bevis for å teste hypoteser om virkeligheten, og dette kan bekreftes med EEG og atferdstiltak tatt på den nevnte beslutningstakingsoppgaven , en økt respons på MCT, og en tilsvarende reduksjon i alvorlighetsgraden av vrangforestillinger.

Forskningsdesign:

Nevromodulering som involverer tACS vil sikte på å øke kraften til alfabåndet ved dorsomediale prefrontale regioner, og dette forventes også å redusere kraften til betabåndet i ventro-mediale regioner. Dette vil bli bekreftet av EEG-opptak og kildeestimering (Whitman et al., i trykken; Whitman, Minz & Woodward, 2013). MCT er et fire ukers program med åtte en-timers økter. TAU er en fire ukers ventelistekontrollgruppe. Sham-nevromodulering vil innebære påføring av tilfeldige mønstre av lavgradige strømmer til samme hjerneregion som nevromodulasjonsforholdene (Antal & Paulus, 2013). Alvorligheten av vrangforestillinger vil bli målt ved hjelp av Psychotic Symptom Rating Scales in psychosis (PSYRATS) (Haddock et al., 1999). Atferdsmålet av interesse er vurderingen av samsvaret mellom bevisene og hypotesen, som bør avta etter hvert som vrangforestillingene avtar.

Statistisk analyse:

Mellom-grupper (nevromodulasjon/MCT vs. sham/MCT vs nevromodulasjon/TAU) variansanalyser (ANOVA) vil bli utført på endringsskåre beregnet på atferdsmål og alvorlighetsgraden av vrangforestillinger, før og etter MCT eller TAU, under hypotesen at reduksjoner i alvorlighetsgraden av vrangforestillinger vil være større i nevromodulasjons/MCT-tilstanden i forhold til sham/MCT- og nevromodulasjons-/TAU-tilstandene.

Kontrollfasestudier: DREAM-studie, hørselshjernestudie og effekten av nevromodulasjon på saccades-studien. Hver beskrevet nedenfor.

Formål med kontrollfasestudier:

Målet med disse studiene er å etablere effektiviteten til EGI GTEN-systemet til å modulere hjerneoscillasjoner i cortex hos friske deltakere ved hjelp av transkraniell vekselstrømstimulering (tACS). I denne kontroll-/pilotfasen av studien vår tar vi sikte på å fastslå at vi kan indusere endringer i kraften til et spesifikt frekvensbånd i målrettede kortikale regioner med nevromodulering ved å bruke GTEN-systemet, og vi vil vurdere om det midlertidig endrer ytelsen på enkle kognitive og perseptuelle prosesser i sunne kontroller. Dette vil være det første skrittet mot å oversette vår stimuleringsprotokoll til pasientpopulasjonen for vår primære studie av interesse (tACS som et supplement til metakognitiv trening for vrangforestillinger i psykose).

Begrunnelse for kontrollfasestudier:

Transkraniell vekselstrømstimulering (tACS) er en ikke-invasiv metode som brukes til å påvirke pågående hjerneoscillasjoner hos mennesker ved å påføre sinusformede strømmer til hodebunnen (Antal & Paulus, 2013; Vosskuhl, Strüber, & Herrmann, 2018). Menneskelige hjerneoscillasjoner, målt med elektroencefalografi (EEG), varierer fra 1 til 100 Hz og refereres til som delta (1-3 Hz), theta (4-8 Hz), alfa (8-12 Hz), beta-1 (13-30 Hz), og gamma-svingninger (30-40 Hz). Oscillasjonene, generert enten spontant eller som respons på ytre stimuli, er et resultat av rytmisk eller repeterende elektrisk aktivitet av celler, og er kjent for å være involvert i kommunikasjonen av hjerneregioner (Vosskuhl et al., 2018). Synkroniseringen av rytmisk elektrisk aktivitet fører til økt kraft i frekvensbåndet til den rytmiske aktiviteten. For eksempel, presentasjonen av en auditiv stimulus ("auditiv meddrivelse") ved en frekvens på 40Hz øker kraften til 40Hz hjerneoscillasjoner i den auditive cortex; dette fenomenet er kjent som Auditory Steady-State Response (ASSR; Galambos, Makeig, & Talmachoff, 1981; O'Donnell et al., 2013).

Tidligere studier har hovedsakelig basert seg på systemer som bruker to store elektroder i hodebunnen for å modulere den underliggende hjerneaktiviteten i svingningsfrekvensområdet av interesse. GTEN har 256 potensielle stimuleringssteder, så vel som avanserte kildelokaliseringsteknikker, som muliggjør presis planlegging og påføring av strøm via skreddersydde kombinasjoner av elektroder i henhold til "gjensidighetsprinsippet" (Dmochowski, Koessler, Norcia, Bikson, & Parra, 2017; Fernandez-Corazza, Turovets, Luu, Anderson og Tucker, 2016). 'Gjensidighetsprinsippet' er en prosess som muliggjør optimal målretting/stimulering av hjernekildene til registrert EEG-signal. GTEN-systemet har innebygd programvare for nettopp dette formålet, slik at forskere kan programmere elektroder med den dominerende kraften til oscillasjonsfrekvenser, ved å bruke et lite undersett av elektroder (4-7) for optimalt å målrette hjerneregionene av interesse. Dette gjensidighetsprinsippet er banebrytende i sin evne til å demonstrere årsakssammenhenger mellom hjerne og atferd: ved å målrette mot selve hjernekildene som produserer hjerneaktivitet av interesse, og bruke tACS mens man observerer atferdseffektene på ytelse (f.eks. reaksjonstid, nøyaktighet), man kan eksperimentelt koble kognitive prosesser til spesifikke mønstre av hjernesvingninger. Å fastslå at vi er i stand til å bruke disse metodene på denne måten vil være en viktig forløper for vår studie av tACS som et supplement til metakognitiv trening for vrangforestillinger. Vårt arbeid med å bruke tACS for å påvirke pågående nettverksaktivitet i hjernen hviler på å kunne målrette nøyaktig de nettverkene som produserer aktiviteten av interesse, og dokumentere om det midlertidig endrer ytelsen på enkle kognitive oppgaver.

Vår "pilot/kontroll" fase med sunne kontroller vil gjøre oss kjent med GTEN-systemet og gjøre oss i stand til å optimalisere parameterne som GTEN tACS produserer kortsiktige endringer i kortikal eksitabilitet og kognitive prosesser under. Denne innsikten vil informere vår større studie med fokus på å forbedre metakognitiv behandling av vrangforestillinger ved schizofreni ved bruk av nevromodulering For å validere at GTEN tACS er i stand til å påvirke pågående svingninger i målrettede kortikale områder på en biologisk relevant måte, en innledende studie i friske kontroller ("The Hearing Brain") vil undersøke i hvilken grad GTEN tACS påført den auditive cortex etterligner og/eller påvirker ASSR som endogent oppstår under oppfatning av en auditiv tone.

For å forstå om GTEN tACS midlertidig endrer ytelsen på kognitive prosesser ved å påvirke dominerende svingningsmønstre, vil et andre sett med innledende studier i friske kontroller kjøres kalt "Dynamic Reciprocal Electroencephalography and Modulation (DREAM")-studien. DREAM-studien vil anvende gjensidighetsprinsippet mens deltakerne gjennomgår enkle kognitive og perseptuelle oppgaver. Denne datainnsamlingen i friske kontroller vil inkludere metodene vi allerede har fått etisk tillatelse til å bruke med kliniske populasjoner (se f.eks. "Forbedring av behandling av vrangforestillinger ved schizofreni gjennom nevromodulasjonsprotokoll"). Pilotering av disse metodene vil tjene som en bekreftelse på at tACS kan endre kortikal eksitabilitet i de kortikale områdene som er involvert i vrangforestillinger, som vi allerede har fått tillatelse til å nevromodulere i vår primære studie av pasienter med schizofreni. Pilotstudien vil også tjene som en foreløpig undersøkelse av om tACS har påvisbar påvirkning på kognitive oppgaver som korrelerer med psykopatologi (f.eks. vrangforestillinger). En oppgave innebærer å bedømme sannsynligheten for at bevis stemmer overens med en hypotese, og det har vist seg at denne vurderte sannsynligheten øker når pasienter er sterkt vrangforestillinger.

Vi har også som mål å studere atferdseffektene av tACS i "The Effect of Neuromodulation on Saccades Study." I stedet for å bruke komplekse atferdsoppgaver, tar vi sikte på å bruke en enklere og bedre forstått atferdsrespons – den oculomotoriske responsen. I denne studien tar vi sikte på å bruke tACS for å stimulere områdene som er involvert i oculomotorisk kontroll for å påvirke øyebevegelser. Deltakernes blikk vil bli sporet kikkert ved hjelp av Eyelink 1000-systemet (SR Research, Kanata, ON). Den oculomotoriske responsen er en godt forstått atferdsrespons som ikke er kompleks av natur og vil tillate oss å studere effekten av tACS på atferd, dette vil utvide kunnskapen vår om atferdseffektene av tACS. Begrunnelsen bak bruk av tACS er at vi kan målrette mot en spesifikk pågående hjerneoscillasjon. I denne proof-of-concept-studien planlegger vi å bruke tACS for å stimulere frontale øyefelt (FEF), som vi forventer vil avbryte den naturlige nettverksbalansen, og sakke sakkade. Dermed er de overordnede målene for denne studien (1) å identifisere hjernesvingningene i FEF som ligger til grunn for saccade-forberedelse og utførelse, og (2) endre aktivitet i disse nettverkene gjennom nevromodulering.

Hypotese:

I "Hearing Brain" proof-of-consept-pilotstudien antar vi at auditiv medrivning ved 40 Hz samt GTEN-stimulering ved 40Hz, men ikke falsk stimulering, vil øke gammabåndkraften i den auditive cortex. Videre antar vi sterkere gammabåndstyrke etter GTEN-stimulering sammenlignet med auditiv medrivning.

Når det gjelder "DREAM-studiene", forutsier vi at GTEN brukt basert på gjensidighetsprinsippet vil endre deltakernes nøyaktighet og reaksjonstid mens de gjennomgår enkle kognitive og perseptuelle oppgaver. Spesielt når det gjelder piloten av metodene i den primære studien (Enhancement of Treatment of Delusions in Schizophrenia through Neuromodulation), antar vi at nevromodulering som involverer tACS vil sikte på å øke kraften til alfabåndet i dorsomediale prefrontale regioner og skjevhet vårt atferdsmål på interesse (vurderingen av samsvaret mellom bevisene og hypotesen (se figur 1 i 'Enhancement of Treatment of Delusions in Schizophrenia through Neuromodulation Protocol').

Når det gjelder "The Effect of Neuromodulation on Saccades Study," forutsier vi følgende: 1. Økt kraft til alfaoscillasjon i FEF vil bli oppdaget av hdEEG når saccader utføres 2. GTEN-induserte alfaoscillasjoner i FEF vil øke saccade latency .

Forskningsdesign:

Eksperimentell design: proof-of-konseptstudie "The Hearing Brain"

Vi vil bruke et mellomfagsdesign for å undersøke påvirkningen av auditiv medrivning, nevromodulasjon, falsk stimulering (kontrolltilstand) og kontrollfrekvensstimulering (aktiv kontrolltilstand) på kraften til gammabåndet (30-40Hz) i den auditive cortex. . Alle deltakere vil bli tildelt enten nevromodulasjons-, sham- eller aktiv kontroll (kontrollfrekvens), med eller uten også å gjennomgå den auditive medbringelsestilstanden.

Nevromodulering: For hver deltaker vil vi etablere en terskel der deltakeren først oppdager stimuleringene (f.eks. på grunn av fosfener eller hudfornemmelser). I tråd med andre terskelprotokoller vil vi starte med tACS-stimulering ved 40 Hz og 1000 µA i 1 sekund og øke amplituden til stimuleringen trinnvis med 250 µA til maksimalt 3000 µA (Zaehle et al., 2010). Deltakerne vil bli bedt om å angi tilstedeværelsen av eventuelle sensasjoner de opplever. Hver deltakers maksimale stimuleringsintensitet vil bli holdt 250 µA under terskelen for å oppleve fosfener eller hudfornemmelser (avhengig av hvilken terskel som er lavere).

Under stimulering vil tACS påføres over den auditive cortex med en frekvens på 40 Hz. For hver stimulering vil strømmen sakte rampes opp til deltakerens skreddersydde intensitet og rampes ned på slutten av segmentet. Stimuleringselektrodene i den nåværende proof-of-concept-studien vil være de som er identifisert som å vise den største økningen i gammakraft i en pilotstudie med auditiv medføring.

Auditiv medvirkning: Deltakerne vil lytte til en sekvens av toner presentert ved 40 Hz.

Sham: Denne tilstanden brukes til å kontrollere for forventningseffekter. I likhet med nevromodulasjonstilstanden vil strømmen bli rampet opp og rampet ned; men det vil ikke være noen stimulering i mellom.

Kontrollfrekvens: Personer i denne aktive kontrollgruppen vil bli modulert på de samme elektrodene og med samme strømintensitet, men med et annet frekvensbånd. En aktiv kontrollgruppe er nødvendig for å sikre at effektene skyldes den anvendte frekvensen av interesse og ikke bare på grunn av strømmen i seg selv.

Hvile: Etter hver nevromodulasjon, entrainment og sham-forsøk vil det være en hvileperiode på 50 sekunder for å måle hviletilstands-EEG.

Hver tilstand (modulasjon, sham, auditiv medbringelse) vil være 50 sekunder lang og presenteres 7 ganger i blokker. Mellom forholdene vil det være en 50 sekunders hviletilstandsmåling for å vurdere varigheten av intervensjoner på hjerneaktivitet.

Eksperimentell design: proof-of-konsept "Dynamic Reciprocal Electroencephalography and Modulation" (DREAM) studie

Vi vil bruke et mellomfagsdesign for å undersøke påvirkningen av nevromodulasjon basert på gjensidighetsprinsippet vs. falsk stimulering (kontrolltilstand) vs. kontrollfrekvensstimulering (aktiv kontrolltilstand) på reaksjonstid og nøyaktighet i enkle kognitive og perseptuelle oppgaver. Disse oppgavene inkluderer Stroop Interference Task, lytte til/lese ikke-støtende ikke-emosjonelle ord, og huske ord eller visuelle matriser.

Vi planlegger også å pilotere tACS i evidensintegreringsoppgaven som har vist seg å korrelere med vrangforestillinger i psykose. For å illustrere gjensidighetsprinsippet for denne oppgaven, vil deltakerne bli tildelt enten tACS eller falsk nevromodulering. Nevromodulering som involverer tACS vil målrette mot det dominerende mønsteret av hjernesvingninger, som vi forventer er alfabåndet ved dorsomediale prefrontale regioner, og å gjøre det forventes også å redusere kraften til betabåndet i ventro-mediale regioner (Antal & Paulus, 2013 ). Dette vil bli bekreftet av EEG-opptak og kildeestimering (Whitman et al., i trykken; Whitman, Ward, & Woodward, 2013) under oppgaven som ble brukt til å produsere figur 1. Sham-nevromodulering vil innebære påføring av tilfeldige mønstre eller svært korte lavgradige strømmer til samme hjerneregion som nevromodulasjonstilstanden (Antal & Paulus, 2013). Atferdsmålet av interesse for denne oppgaven er vurderingen av samsvaret mellom bevis og hypotese (se figur 1), som har vist seg å korrelere med vrangforestillinger i psykose.

Eksperimentell design: proof-of-konseptstudie "The Effect of Neuromodulation on Saccades"

Forsøkene som er foreslått er standard saccade-eksperimenter, lik de som ble utført av Chen Zhang et al. I prosaccade-oppgaven begynner hver prøve med et fikseringspunkt i midten av skjermen som varer i 800-1200 ms plukket tilfeldig fra en eksponentiell fordeling. Deltakerne vil bli bedt om å fiksere på fikseringspunktet. Fikseringspunktet forsvinner, og etter et tidsgap på 200 ms, vises et perifert mål tilfeldig 10° til venstre eller høyre for det sentrale fikseringspunktet. Deltakerne vil bli bedt om å lage en rask sakkade i retning av målet. De har 1000 ms til å fullføre sakkaden til riktig sted. I anti-sakkadeoppgaven forblir prosedyren den samme, men deltakerne blir bedt om å lage en sakkade i motsatt retning av målet. I den minnestyrte sakkadeoppgaven vil deltakerne bli instruert om å opprettholde fiksering, hvoretter to mål vil vises sekvensielt i 100 ms hver i en av fire kvadranter rundt periferien av skjermen. Deltakerne vil bli pålagt å opprettholde fiksering i ekstra tid og vente på gå-signalet (forsvinning av fikseringspunktet). Deretter må deltakerne lage to saccader så nøyaktig som mulig til de huskede plasseringene til målene i samme sekvens som de skjedde. Prosaccade-, anti-saccade- og minnestyrte saccade-forsøkene vil bli flettet inn i en blokk. De ulike typene oppgaver vil bli differensiert med ulike farger på fikseringskorset.

tACS-protokoll: Alle deltakerne vil utføre tre blokker av eksperimentet ovenfor: pre-stimuleringsblokk (pre), stimuleringsblokk (stim/sham), post-stimuleringsblokk (post). I pre-stimuleringsblokken vil deltakerne utføre alle de ovennevnte oppgavene, samtidig blir EEG-dataene deres registrert og øyebevegelsene deres spores. Basert på EEG-dataene vil den eksakte montasjen for stimulering av frontale øyefelt (FEF) bli estimert for hver deltaker. Den nøyaktige alfafrekvensen for stimulering vil også bli estimert. Basert på disse parameterne vil halvparten av deltakerne bli stimulert i stimuleringsblokken. Den andre halvparten av deltakerne vil fungere som kontroller vil gjennomgå en falsk blokk. I begge tilfeller utfører deltakerne også sakkadeoppgavene. Stolpeblokken ligner på pre-stimuleringsblokken.

Dataanalyse:

Proof-of-konseptstudie "The Hearing Brain":

Power Spectrum density (PSD) for området 1 til 50 Hz vil bli beregnet for hver av hviletilstandsmålingene og gjennomsnittet for hver av forholdene. Gjentatte målinger (entrainment vs. neuromodulation vs. sham vs. control frequency) analyser av varians (ANOVA) vil bli utført for PSD-verdiene til gammabåndet og kontrollfrekvensbåndene (alfa, beta), under hypotesen om at nevromodulasjon og entrainment men ikke sham vil føre til økt gammabåndeffekt, men ikke til forskjeller i kontrollfrekvensene.

Proof-of-concept "DREAM"-studie:

Mellom-grupper (nevromodulasjon vs. sham vs. kontrollfrekvensstimulering) variansanalyser (ANOVA) vil bli utført på endringsskårer beregnet på atferdsmål (nøyaktighet, reaksjonstid) for å vurdere om tACS ble brukt ved bruk av gjensidighetsprinsippet for å skjevhet. pågående hjerneoscillasjoner endrer kognitiv ytelse.

Proof-of-konseptstudie "The Effect of Neuromodulation on Saccades":

EEG-forbehandling: hdEEG-dataene registrert ved hjelp av GTEN-systemet vil bli analysert ved hjelp av MATLAB 2019b ved bruk av interne skript. EEGLAB 13.6.5b (Delorme & Makeig, 2004) funksjoner ble brukt til å generere de topografiske plottene. Spektralanalysen vil bli utført ved bruk av Chronux 2.12 verktøykasse (Bokil et al., 2010). EEG-dataene vil bli forhåndsbehandlet ved hjelp av en statistisk korreksjon av artefakter i tette array-studier (SCADS) (Junghöfer et al., 2000), som fjerner EEG-artefakter basert på statistiske parametere. For det første vil dataene bli filtrert ved hjelp av et FIR-båndpassfilter med stoppbåndfrekvenser på 2Hz og 55Hz. Filteret vil bli designet ved å bruke den MATLAB-baserte signalbehandlingsverktøykassen. Deretter vil EEG-dataene epokeres for å inneholde hele rettssaken. Deretter vil elektroder som er forurenset med artefakter bli avvist av SCADS-algoritmen. Parametrene som brukes for elektrodeavvisning er - maksimal amplitude, maksimal gradient og standardavvik for signalamplitude i hver epoke, og hver elektrode. Videre vil EEG-data bli referert til det gjennomsnittlige signalet.

Montasjeestimering ved bruk av EEG: Den nøyaktige elektrodemonteringen og stimuleringsfrekvensen som skal brukes i stimuleringsblokken, vil bli estimert basert på EEG-dataene samlet inn i prestimuleringsblokken. EEG-dataene er forhåndsbehandlet og epoket med saccade-utbruddet. EEG-data fra -1000ms til 500ms fra saccade-utbruddet brukes til å generere epoker. Kilden til den forberedende aktiviteten før saccaden estimeres ved å bruke Constrained Principal Component Analysis (CPCA) (Takane & Hunter, 2001). CPCA genererer en komponent for sakkadepreparatet. Elektrodebelastningene for komponenten vil bli brukt som en montasje for tACS-stimulering. Frekvensen hvis fase koder for sakkadelatensen (For flere detaljer se metodene i Drewes & VanRullen, 2011) vil også bli brukt som stimuleringsfrekvensen.

Eye-tracking dataanalyse: Alle dataanalysene vil bli utført på MATLAB 2019b. Eye-tracking-dataene vil bli analysert ved hjelp av interne skript. Øyesporingsdataene analyseres i forskjellige typer epoker. Manglende data som tilsvarer øyeblink vil bli avvist fra analysen. Også forsøkene der deltakeren ikke opprettholder fiksering vil bli avvist. Blikkhastigheten brukes til å skille saccader fra fikseringer. Deretter analyseres data fra hvert forsøk for å sjekke om deltakeren utførte riktig sakkade. Hvis for eksempel deltakeren i en anti-sakkade-forsøk går bort fra målet, blir forsøket tilordnet som korrekt; ellers blir det tilordnet som en feil prøveperiode. Deretter, for alle forsøkene, vil atferdsmålinger som sakkadenøyaktighet, latens, hastighet, amplitude og baner trekkes ut. Den elektroniske effekten av stimulering (Stim - Pre) og den langsiktige effekten av stimulering (Post - Pre) kontrolleres for hver atferdsmetrikk og hver av sakkadeoppgavene. For å teste hypoteser vil variansanalyse (ANOVA) bli utført på de avhengige målene - sakkadelatens, nøyaktighet, hastighet, amplitude, etc, med Sham/Stimulation som variabelen mellom subjekter.

Klinisk effekt:

Disse foreløpige studiene vil bli utført i friske kontroller for å fastslå at vi kan indusere endringer i kraften til et spesifikt frekvensbånd med nevromodulering ved å bruke GTEN-systemet. Videre tar vi sikte på å fastslå at vi er i stand til å oppdage kortsiktige endringer i EEG-signalet etter tACS og endre kognitive prosesser som er relevante for opplevelsen av psykiatrisk sykdom. Å gjennomføre denne pilotforskningen vil være avgjørende for å oversette vår stimuleringsprotokoll til pasientpopulasjonen.