Poprawa deficytów pola widzenia dzięki nieinwazyjnej stymulacji mózgu

Przezczaszkowa stymulacja prądem Nieinwazyjna przezczaszkowa stymulacja prądem (tCS) jest bezpiecznie stosowana u ludzi od dziesięcioleci. Nieinwazyjne techniki stymulacji prądowej wykorzystują zasilane bateryjnie generatory prądu, które mają wbudowane obwody ograniczające prąd powyżej pewnego poziomu, zwykle 2 mA (miliamperów). tCS był szeroko stosowany w ciągu ostatniej dekady, wykazując nieistotne ryzyko dla uczestników (Antal i in., 2017; Brunoni i in., 2011; Iyer i in., 2005; Nitsche i in., 2008; Nitsche i Paulus, 2011 ) W tym badaniu wykorzystano przypadkowy szum (tj. tRNS), co skutkuje mniejszym ładunkiem netto niż w tDCS (przezczaszkowa stymulacja prądem stałym). W literaturze istnieje niewiele doniesień o skutkach ubocznych tCS przy użyciu prądów przemiennych (tACS) lub przypadkowego szumu (tRNS). Badania, w których stosowano tACS, również zgłaszały działania niepożądane o charakterze podobnym do skutków opisanych w literaturze tDCS, na przykład ból głowy, odczucia pod elektrodami i wrażenia wzrokowe (Antal i in., 2017; Antal i in., 2008; Brignani i in., 2013). Działania niepożądane, które zostały opisane w literaturze dotyczącej tCS, opisano tutaj, aby zapewnić konserwatywną ocenę możliwych działań niepożądanych. Według najnowszych dostępnych danych najczęstsze działania niepożądane związane z tCS to: (Antal i in., 2017; Nitsche i Paulus, 2011; Feurra i in., 2013)

Odczucia zgłaszane przez osoby pod elektrodą dla tDCS:

(Te odczucia mogą czasami trwać przez cały czas i przez krótki okres po zakończeniu tCS, ale zwykle ustępują wkrótce po rozpoczęciu tCS)

Łagodne mrowienie (20-70%) Lekkie swędzenie (30-40%) Niewielkie pieczenie (10-22%) Dyskomfort lub łagodny ból (10-18%)

Zgłoszone efekty, które występują tylko podczas tCS:

Wrażenie wzrokowe podczas włączania i wyłączania stymulacji (11%)

Inne efekty, które mogą wystąpić zarówno podczas, jak i po tCS obejmują:

Umiarkowane zmęczenie (35%) Zaczerwienienie skóry (30%) Ból głowy (10-15%) Trudności z koncentracją (11%)

Dodatkowo opisano następujące rzadkie działania niepożądane:

Nudności (3%) Nerwowość (<5%) Dzwonienie w uchu (<1%) Hipomanię odnotowano u kilku uczestników otrzymujących tDCS z powodu choroby afektywnej dwubiegunowej i depresji, ale nigdy u zdrowych osób z grupy kontrolnej. Osoby z historią zaburzeń psychicznych zostaną wykluczone z badania.

Chociaż nigdy nie zgłaszano tego w tCS, napady padaczkowe stanowią teoretyczne ryzyko. Dokument konsensusowy potwierdza, że ​​napady związane z tCS (w tym tRNS stosowane w niniejszym protokole) nigdy nie zostały opisane w literaturze, w tym w badaniach przeprowadzonych na starszych osobach i osobach po udarze (Antal i in., 2017).

Wizyty tRNS: Wizyty studyjne tRNS będą przeprowadzane w BIDMC. Uczestnicy będą mogli opuścić do 15% wizyt. Dodatkowe sesje zostaną dodane, aby osiągnąć oczekiwaną liczbę wizyt, jeśli mieści się to w rozsądnych ramach czasowych określonych przez badacza.

Przegląd skutków ubocznych i zdarzeń niepożądanych tRNS zostanie zakończony codziennie przed i po stymulacji. Wszelkie zmiany w lekach lub historii medycznej będą oceniane codziennie.

Przygotowanie do tRNS polegające na założeniu czepka i/lub opaski z elektrodami na głowę uczestnika oraz nałożeniu żelu pod elektrody - stymulacja zostanie zainicjowana po skonfigurowaniu programu treningu wzrokowego i gotowości do uruchomienia (lub natychmiast, jeśli uczestnik nie jest w grupie stymulacji wizualnej) Zostanie zastosowana stymulacja/sham. Będzie to trwało 20 - 30 minut. Jeśli uczestnik jest w grupie treningu wzrokowego, podczas tej stymulacji/pozoru wykona zadanie komputerowe.

W każdej grupie połowa kohorty będzie stymulowana tRNS, a druga połowa będzie stymulowana pozornie. Celem będzie półkula mózgu z uszkodzeniem V1 u pacjentów z VFD i obszar homologiczny w zdrowej półkuli. W przypadku tRNS, 20-30 min prądu 1,0 mA zostanie dostarczone do elektrod umieszczonych obustronnie nad O1/O2 (Herpich i in., 2019). Kierunek prądu będzie oscylował losowo w zakresie wysokich częstotliwości (101-640 Hz). W przypadku pozorowanej stymulacji zostaną użyte te same parametry stymulacji, co w stanie aktywnym, z wyjątkiem tego, że stymulator zostanie zaprogramowany tak, aby wyłączał się po 20-sekundowym wzroście do 1,0 mA. Dzięki tej procedurze „zanikania” uczestnicy zgłaszają podobne odczucia na skórze głowy zarówno w przypadku prawdziwej stymulacji, jak i stymulacji pozorowanej. Wszystkie urządzenia używane do stymulacji mają „tryby ślepe”, w których badacz i uczestnik są ślepi na rodzaj stymulacji.

Plan monitorowania i bezpieczeństwa Działania niepożądane będą zbierane od rozpoczęcia protokołu eksperymentalnego do zakończenia udziału w badaniu. Wszystkie zdarzenia niepożądane, niezależnie od przypisania do tRNS lub ocen przed/po, zostaną zebrane i zapisane przy użyciu standardowego formularza zdarzenia niepożądanego. Uczestnicy będą codziennie pytani w sposób otwarty o obecność takich wydarzeń. Nasilenie każdego zdarzenia niepożądanego zostanie ocenione jako łagodne, umiarkowane lub ciężkie. Jeśli wystąpi zdarzenie, którego nie można się spodziewać (np. nie jest opisane w protokole badania), które wskazuje na zmianę funkcji poznawczych lub widzenia w stosunku do stanu początkowego i/lub wymaga natychmiastowej uwagi, takie jak napad padaczkowy, lekarz prowadzący badanie (lub badacz zastępujący) zostanie poinformowany w czasie rzeczywistym, aby ocenić zdarzenie, doradzić w sprawie natychmiastowej opieki nad uczestnikiem oraz ustalić niezbędne kroki zgłoszenia. Wszelkie zdarzenia, które mają poważny lub nieoczekiwany charakter, dotkliwość lub częstotliwość w porównaniu z ryzykiem opisanym w planie badania, zostaną zweryfikowane przez głównego badacza w celu ustalenia związku zdarzenia z badaniem. Zdarzenia podlegające zgłoszeniu zostaną przesłane do BIDMC zgodnie z określonymi zasadami.

Licencjonowany lekarz, poświadczony w BIDMC, będzie dostępny przez pager podczas wszystkich wizyt tRNS w BIDMC. Ponadto osoba stosująca tRNS jest przeszkolona w zakresie ciągłej oceny uczestników podczas sesji w celu monitorowania dyskomfortu, identyfikacji wczesnych objawów omdlenia (np. pocenie się, bladość) i rozpoznanie drgawek. Ponadto cały personel jest przeszkolony w zakresie stosowania podstawowych środków zapewniających bezpieczeństwo uczestników. Na przykład, jeśli uczestnik doświadczy objawów przedomdleniowych lub zdarzenia omdleniowego, zapewniona zostanie natychmiastowa opieka w celu złagodzenia objawów (np. zostanie ułożony w pozycji leżącej). Ponadto pielęgniarki badawcze w Centrum są dostępne, aby pomóc w szybkiej ocenie uczestnika, wdrożeniu środków rekonwalescencji i monitorowaniu w razie potrzeby.

Rekrutacja Pacjenci z udarem będą rekrutowani z Oddziału Udarowego w Beth Israel Deaconess Medical Center. Wstępna segregacja określi pierwotny poziom deficytu pola widzenia w ostrej fazie poprzez retrospektywną kontrolę wykresów uczestników i spojrzenie na pozycje NIH Stroke Scale (NIHSS) pod kątem deficytów wzroku. Skontaktujemy się z pacjentami, u których wystąpią ubytki w polu widzenia i spełnią kryteria włączenia i wyłączenia, i zostaną zaproszeni do udziału.

Osoby zainteresowane badaniem proszone są o kontakt z Centrum Nieinwazyjnej Stymulacji Mózgu w BIDMC. Asystent naukowy wyjaśni cel i projekt badania. W przypadku zainteresowania uczestnika badaniem zostanie przeprowadzony wywiad telefoniczny w celu wykluczenia niektórych kryteriów wykluczenia. Jeśli uczestnik zakwalifikuje się do badania, zostanie zaproszony do BIDMC, gdzie badanie zostanie ponownie szczegółowo wyjaśnione, a uczestnik poproszony o uważne przeczytanie i ewentualnie podpisanie pisemnego formularza zgody przed przystąpieniem do badania. Uczestnik jest zachęcany do zadawania pytań.

Wielkość próby i podział kohort Badanie to ma na celu sprawdzenie: (1) przydatności różnych testów wzrokowych, w tym typowych testów psychofizycznych, w ocenie deficytów wzrokowych po uszkodzeniu kory wzrokowej u dorosłych; oraz (2) wpływ przekwalifikowania wzroku w połączeniu z nieinwazyjną stymulacją mózgu na przywrócenie percepcji wzrokowej po uszkodzeniu kory wzrokowej u dorosłych uczestników. Na podstawie wstępnych wyników zapisanych zostanie 92 uczestników z wadami pola widzenia. Liczby te opierają się na obliczeniu wielkości próby na podstawie opublikowanych wyników, przy czym częstość pozytywnych odpowiedzi uczestników wynosiła 60% (Herpich i in., 2019). Przewiduje się, że grupa badana wykaże częstość występowania 75%, z alfa 0,05 i mocą 80%. Szacowana wielkość próby to 78. Jednak biorąc pod uwagę potencjalnie wysoki wskaźnik rezygnacji (15%), zapisanych zostanie 92 uczestników.

92 uczestników VFD wywołanych udarami niedokrwiennymi zostanie zrekrutowanych w celu uwzględnienia wyniszczenia/wykluczeń przesiewowych w celu ukończenia 78 pacjentów podlegających ocenie (wskaźnik wyniszczenia 15%). Uczestnicy z przewlekłym i podostrym VFD będą rekrutowani do obu grup. W ramach Grupy 1 (Trening + Stymulacja) będzie 36 osób przewlekłych i 10 podostrych. W ramach grupy 2 (tylko stymulacja) będzie 36 pacjentów przewlekłych i 10 pacjentów podostrych. We wszystkich podgrupach badani będą mieli 50% szans na stymulację prawdziwą i pozorowaną. Stan podostry definiuje się jako mniej niż 6 miesięcy po udarze przed włączeniem do badania. Przewlekły definiuje się jako ponad 6 miesięcy po udarze przed włączeniem do badania.

Analiza statystyczna Statystyki testu t-Studenta i wieloczynnikowe modele ANOVA zostaną wykorzystane do wykazania istotności efektów. W oparciu o podobne eksperymenty na zwierzętach i normalnych ludziach oraz biorąc pod uwagę cele naukowe, wielkość próby jest odpowiednia i wystarczająca. Pierwszorzędowym punktem końcowym jest: poprawa w zadaniu rozróżniania ruchu po treningu w obrębie niedostatecznego pola widzenia. Drugorzędowe punkty końcowe to: (a) poprawa w 25-punktowym kwestionariuszu funkcji wzrokowych National Eye Institute (NEI-VFQ-25); (b) zmniejszenie ślepego obszaru w polach widzenia, mierzone metodą perymetrii Humphreya. Analiza zostanie przeprowadzona przy użyciu programu MATLAB. Dane będą przechowywane na dysku R w BIDMC. Analiza danych EEG: Kontrola offline i usuwanie wszystkich epok EEG z artefaktami (np. mrugnięciami i ruchami gałek ocznych) zostanie przeprowadzone przed uśrednieniem. Będzie 60-100 powtórzeń każdego stanu z <15% odrzuconych prób we wszystkich przedmiotach. Średnie zostaną obliczone dla każdego pacjenta dla każdej elektrody i każdego warunku bodźca. Uśrednione odpowiedzi zostaną wykorzystane do zidentyfikowania interesujących elementów kształtu fali (P1, N1, N2, P2 i późne piki). Szczytowe amplitudy i opóźnienia składowej N200 względem początku ruchu będą analizowane oddzielnie dla bodźców poziomych (lewo, prawo) i promieniowo (wejście, wyjście). Szczytowe amplitudy i opóźnienia N200 ze wszystkich miejsc zostaną wprowadzone w mieszanych projektach ANOVA z grupą jako czynnikiem międzyosobniczym i miejscem elektrody (np. Fz, FCz, Cz, CPz, Pz, Oz) jako czynnik wewnątrzobiektowy. Korekta Greenhouse-Geisser dla stopni swobody zostanie zastosowana dla współczynnika miejsca rejestracji z powodu nieodłącznych naruszeń założeń sferyczności powtarzanych pomiarów. W stosownych przypadkach analizy post-hoc zostaną przeprowadzone przy użyciu testów HSD Tukeya i rodzinnego poziomu błędu typu I na poziomie 0,05.

Bezpieczeństwo danych i audyt Aby zapewnić poufność i prywatność chronionych informacji zdrowotnych, każdemu badanemu zostanie przydzielony niepowtarzalny kod. Oddzielny dziennik łączący nazwisko uczestnika z numerem badania i identyfikatorami będzie przechowywany w pliku danych chronionym hasłem, dostępnym tylko dla badaczy badania. Nazwiska nie będą udostępniane źródłom zewnętrznym innym niż personel protokołu MRI Centrum Badań nad Mózgiem po podpisaniu przez badanych zgody i wyrażeniu zgody na udział w badaniu, jeśli jest to wymagane. Nie zostaną opublikowane żadne informacje identyfikujące, w których można by zidentyfikować uczestnika. Dane z tego badania zostaną wprowadzone i zapisane na zabezpieczonym dysku dostępnym dla badaczy biorących udział w badaniu za zaporą sieciową BIDMC. Wszystkie informacje potrzebne w innym ośrodku zostaną przekazane za pośrednictwem zabezpieczonej poczty e-mail i/lub bezpiecznego transferu plików.