Ikke-invasiv ultralyd aurikular vagusnerve-stimulering (SONIC)

Nervus vagus er den lengste hjernenerve som går fra medulla oblongata til tykktarmen og er involvert i det autonome, kardiovaskulære, respirasjons-, gastrointestinale, immun- og endokrine systemet. Nervus vagus er en del av kroppens nervesystem og kontrollerer spesifikke kroppsfunksjoner som humør, pust og hjertefrekvens, fordøyelsessystemet og immunsystemet. Disse responsene er ufrivillige og kontrolleres ikke bevisst. Nervus vagus er en av tolv hjernenerver som forbinder hjernen med kroppen. Den går fra hjernestammen til tarmen og er en del av hvile- og fordøyelsessystemet, avgjørende for å utløse avslapningsresponsen til det parasympatiske nervesystemet.

Vagusnervestimulering (VNS) er etablert som en terapeutisk behandling for epilepsi og viser lovende resultater som behandling for nevropsykiatriske tilstander som medikamentresistent depresjon og hodepine. Stimulering av nervus vagus kan utføres enten invasivt via et kirurgisk implantat eller ikke-invasivt (transkutant). Transkutan VNS kan leveres via øret, som stimulerer den aurikulære grenen av nervus vagus, eller ved halsen, som stimulerer den cervikale grenen. Invasiv VNS innebærer implantasjon av en pulsgenerator enhet koblet til elektroder plassert rundt den cervikale nervus vagus; implantasjon kan føre til infeksjon rundt sårstedet, smerte og peri-inkisjonelt hematom.

Tradisjonelt er VNS elektrisk, noe som innebærer tekniske begrensninger siden stimulerende strømmer ledes forskjellig avhengig av vevet, og det er utfordrende å kontrollere fokus og retning av strømmen ettersom den diffunderer. I tVNS er det umulig å fastslå med absolutt sikkerhet om, og i hvilken grad, den administrerte elektriske strømmen når nervus vagus.

Ultralydstimulering av nervus vagus er et alternativ til elektrisk stimulering gjennom bruk av høgfrekvente lydbølger, som stimulerer sentralnervesystemet. ZenBud-enheten bruker ultralydstimulering på nervus vagus-grenen som går gjennom øreregionen. Å bruke pulser i stedet for en elektrisk strøm overvinner tekniske problemer knyttet til elektrisk ledningsevne. Ultralydstimulering muliggjør målrettet aktivering, noe som øker sannsynligheten for at stimuleringen når sitt tiltenkte sted. ZenBud-enheter er dokumentert som trygge å bruke blant friske voksne og har mottatt CE-merking etter vurderinger utført ved University of Nottingham.

Anatomiske studier foreslår at direkte stimulering av nervus vagus-fibrene i øreregionen kan produsere lignende effekter som invasiv VNS og redusere somatiske symptomer på mild til moderat depresjon og epilepsi, og dermed unngå behovet for kirurgi, som er en vanlig egenskap ved invasiv VNS. Tilstedeværelsen av tVNS har vært assosiert med forbedringer i psykologisk velvære. Dyrestudier antyder at stimulering av øreområdet og dets nervus vagus-fibrer produserer fysiologiske endringer som redusert hjertefrekvens og arterielt trykk. Studier har vist at VNS kan være effektivt i behandling av epilepsi og depresjon, og det er bevis for at det kan være nyttig i smertebehandling og autoimmune eller inflammatoriske lidelser; imidlertid kreves det en større forståelse av dets effekter på kroppen.

Forskning indikerer at aurikulær vagusnervestimulering kan påvirke EEG- og EMG-aktivitet hos friske individer og antyder potensial som en ikke-invasiv behandling for ulike kliniske tilstander.

Formålet med denne studien er å undersøke effektiviteten, sikkerheten og brukervennligheten til den bærbare hodetelefonene og å identifisere endringer i biomarkører på grunn av bruk av ultralyd VNS. Å identifisere fysiologiske, kognitive eller emosjonelle endringer kan hjelpe med å bestemme potensielle fremtidige terapeutiske bruksområder for U-VNS.

For denne studien vil deltakerne delta på flere besøk, med en øvre grense på fem. Deltakerne vil bli tilfeldig tildelt enten å motta U-VNS i den første avtalen og sham i den andre, eller omvendt. Sham vil bestå av å bære enheten uten at stimulering leveres.

Ved den første avtalen vil sikkerhetsscreening bekreftes ved hjelp av U-VNS-sikkerhetsskjemaet, og informert samtykke vil bli innhentet. Deltakerne vil få registrert hjertefrekvens og blodtrykk. Deretter vil deltakerne sette inn en kontinuerlig glukosemonitor (CGM, Dexcom) og få en Fitbit-smartklokke å bære for overvåking av fysiologiske signaler, aktivitet og søvn gjennom hele studien.

For den andre avtalen vil deltakerne bli bedt om å unngå trening og faste fra mat i 12 timer før ankomst. Fysiologiske (hjertefrekvens og blodtrykk), kognitive og emosjonelle markører vil bli registrert. Et før-, under- og etter-stimulering EKG kan utføres. EEG-data kan også registreres før, under og etter stimulering samme dag. Ytterligere fysiologiske markører som kroppstemperatur, hudledningsevne (via GSR), eller øre-elektroder plassert på cymba conchae gjennom en bipolar elektrode kan også registreres.

Deltakerne vil fylle ut spørreskjemaer om emosjonelt velvære og søvn, som STAI og en kort Oxford-Liverpool Inventory of Feelings and Experiences (O-Life) og gjennomgå kognitive vurderinger. Disse oppgavene vil bli fullført ved hjelp av PsychoPy eller en lignende applikasjon og vil fokusere på oppmerksomhet, følelser og minne. Alle oppgaver involverer visuelle stimuli med responser registrert via tastatur eller mus, og hver tar omtrent 5-10 minutter å fullføre. Disse oppgavene gir en omfattende vurdering av kognitiv og emosjonell funksjon og er tilpasset for å måle domener påvirket av VNS.

Etter dette vil deltakerne motta intervensjonen ved hjelp av ZenBud- eller sham-enheten i opptil 30 minutter. Etter 30 minutter vil enheten automatisk slå seg av. Deltakerne vil igjen fullføre de fysiologiske, kognitive og emosjonelle vurderingene 10 minutter etter stimuleringsstart og etter fullføring. Deltakerne vil også fullføre spørreskjemaer om blindingseffektivitet og bivirkninger.

Etter en én-ukers utvaskingsperiode vil deltakerne delta på en tredje avtale. Deltakerne vil bli spurt om eventuelle endringer i kvalifikasjoner og bekrefte fortsatt samtykke. Som i den andre avtalen vil deltakerne faste og avstå fra trening i 12 timer før de gjennomgår den alternative intervensjonen (U-VNS eller sham) i 30 minutter. De samme vurderingene og spørreskjemaene vil bli gjentatt.

Under det andre og tredje besøket vil deltakerne bruke ZenBud-enheten i opptil 30 minutter. Hvis deltakerne mottok ekte U-VNS først, vil deltakerne motta sham etterpå, og omvendt. Enheten slår seg automatisk av etter 30 minutter.

Bortsett fra innsamling av demografiske data og medisinsk historie under det første besøket, vil det andre og tredje besøket inkludere de samme fysiske, kognitive og emosjonelle vurderingene før, under og etter U-VNS. Deltakerne vil bære en Fitbit gjennom hele studien for å overvåke hjertefrekvens og søvnmønstre