Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym na głos Singera

Gromadzenie danych odbywa się w Laboratorium Neuronauki Stosowanej (LANA) Uniwersytetu Federalnego w Pernambuco (UFPE). Wideolaryngoskopia wykonywana jest w Szpitalu UFPE, w Poradni Laryngologicznej.

Ta faza badania obejmuje osoby o zdrowym głosie, które są śpiewakami bez formalnej muzyki lub szkolenia w zakresie śpiewu. Mieszkańcy miasta Recife i Regionu Metropolitalnego, w wieku od 18 do 45 lat. Przedział wiekowy został wybrany z uwzględnieniem okresu maksymalnej sprawności wokalnej. Aby określić wielkość próby, w fazie 2 przeprowadzono badanie pilotażowe z udziałem 15 uczestników, które posłuży jako parametr do obliczenia liczebności próby. Dokona się tego za pomocą programu G*Power 3.1, biorąc pod uwagę moc statystyczną (β) wynoszącą 80% i poziom istotności (α) wynoszący 5%. Na potrzeby tej analizy zostaną wzięte pod uwagę główne zmienne wyniku wokalnego (profil zasięgu głosu), a wielkość próbki zostanie uznana za największą wartość spośród wybranych wyników.

Uwzględnieni są śpiewacy bez formalnego wykształcenia muzycznego i bez skarg wokalnych. W celu oceny stanu zdrowia głosu u wszystkich śpiewaków wykonano wideolaryngoskopię przeprowadzoną przez otolaryngologa. Po badaniu wybierane są osoby, które według opinii otolaryngologa przedstawiają funkcjonalne warunki anatomiczne i fizjologiczne. Osoby z minimalnymi zmianami strukturalnymi (MSA) nie zostaną wykluczone, pod warunkiem całkowitego zamknięcia głośni i regularnych wibracji głośni w stroboskopii.

Z próby wyklucza się osoby palące papierosy lub u których w momencie zbierania danych występują oznaki i objawy chorób krtani, gardła lub dróg oddechowych. Ochotnicy, którzy regularnie stosują leki neuroaktywne, mają metalowe implanty w okolicy szyjki macicy lub powyżej i mają w przeszłości napady padaczkowe lub epilepsję, również zostaną wykluczeni.

Próbę śpiewaków tworzy się dla wygody, poprzez osoby, które są piosenkarzami bez skarg wokalnych obu płci, rekrutowane poprzez ogłoszenia w mediach elektronicznych. Pierwszy kontakt z wolontariuszami odbywa się poprzez weryfikację kryteriów kwalifikowalności.

W fazie 2 niniejszego badania zastosowano te same narzędzia do gromadzenia danych, które zastosowano w fazie 1. Do tego dochodzi ćwiczenie wokalne, wykonywane przy pomocy silikonowej rurki o wymiarach: 35cm długości, 1cm średnicy i 2mm grubości, z dystalnym końcem zanurzonym w odległości 3cm od dna 500ml plastikowa butelka zawierająca 2/3 wody i z zaznaczonymi odstępami. Celem tego badania jest zbadanie połączonego wpływu tDCS i ćwiczeń wokalnych na głosy śpiewaków. Przeprowadzimy badanie kliniczne, aby sprawdzić wpływ jednoczesnej neuromodulacji i treningu wokalnego. Anodowy tDCS zostanie przyłożony przy 2 mA przez 20 minut do trzech grup: (i) M1; (ii) móżdżek; oraz (iii) fikcja. Wszystkie grupy wykonają także ćwiczenia wokalne z wykorzystaniem elastycznej rurki (FT) przez łącznie 12 minut. Po każdej sesji uczestnicy wypełnią kwestionariusz dotyczący skutków ubocznych, aby zgłosić wszelkie dyskomforty. Ocenę głosu przeprowadza się przed interwencją w celu uzyskania wyników parametrów głosu, profilu zasięgu głosu i wysiłku wokalnego, a także w 5 dniu od rozpoczęcia interwencji, w 10 dniu i po 1 miesiącu od zakończenia zajęć . Cała procedura oceny jest przeprowadzana zgodnie z opisem w fazie 1 tego badania, jedynie prośba o wykonanie zadania wokalnego w celu oceny postrzeganego wysiłku jest inna w przypadku śpiewaków z fazy 2. W tym przypadku uczestnicy wypełniali tę samą ankietę Borg CR 10-BR w skali Borg – przystosowaną do wysiłku wokalnego, mającą na celu ocenę samooceny śpiewaków w zakresie proponowanych zadań, jednakże śpiewacy proszeni są o zgłaszanie intensywności wysiłku wytworzonego podczas wykonywania zadanie zaśpiewania wybranej przez siebie piosenki, zgodnie z poczuciem trudności.

W celu określenia ochotników, którzy znajdą się w każdej grupie oraz w celu późniejszego obliczenia wielkości próby, przeprowadzono randomizację 15 ochotników przez zewnętrznego badacza, korzystając z tabeli losowej i dostosowanej w celu umożliwienia równoważenia. Grupom przydzielono kody, które przechowywane były w nieprzezroczystych i ponumerowanych kopertach, dostępnych wyłącznie dla osoby odpowiedzialnej za stosowanie tDCS. W ten sposób oceniający, terapeuta odpowiedzialny za technikę wokalną z elastyczną rurką zanurzoną w wodzie oraz wokalista pozostają „ślepi” na rodzaj stymulacji, jakiej poddawani są uczestnicy. Po przeprowadzeniu obliczenia wielkości próby zostanie przeprowadzona nowa randomizacja w celu przydzielenia uczestników, którzy będą kontynuować gromadzenie danych w celu uzupełnienia liczby niezbędnych ochotników.

Uczestnicy podzieleni są na trzy grupy, a mianowicie: (i) M1; (ii) móżdżek; (ii) fikcja. We wszystkich grupach przeprowadza się 10 kolejnych sesji anodowego tDCS połączonego z ćwiczeniami wokalnymi, przy czym sesje te nie odbywają się w weekendy. Do stosowania tDCS w grupach: (i) M1, elektroda stymulująca (anoda) jest umieszczona nad C5 (międzynarodowy system 10-20 EEG), a katoda (biegun ujemny) jest umieszczona nad przeciwległym obszarem nadoczodołowym; (ii) Móżdżek, elektroda stymulująca nad korą móżdżku (inion, nieco na prawo) i elektroda odniesienia (katoda) są umieszczone nad prawym mięśniem naramiennym; (ii) pozorowany, wykonywany jest montaż odpowiadający stymulacji móżdżkowej, przy czym w stymulacji pozorowanej następuje przerwa w stymulacji 30 sekund po rozpoczęciu, w związku z czym natężenie prądu spada do zera mA, ale elektrody pozostają na skórze głowy ochotników do końca ćwiczenia wokalnego. Ćwiczenie z FT wykonywane jest łącznie przez 20 minut (3 minuty FT, cztery sekwencje, po których następują 2 minuty przerwy) we wszystkich grupach. W grupie pozorowanej elektrody są usuwane dopiero po zakończeniu ćwiczeń wokalnych, dzięki czemu pacjent nie jest świadomy rodzaju stymulacji (rzeczywistej lub pozorowanej), na jaką był narażony. Aby oślepić ewaluatora i terapeutę, codziennie na głowę ochotnika kładzie się ręcznik. Uczestników poinstruowano, aby usiedli wygodnie, podczas gdy elektrody umieszczano na skórze głowy i rozpoczynano stymulację tDCS. Po stymulacji uczestnicy wykonywali ćwiczenia wokalne przy użyciu elastycznej rurki. Ćwiczenie polegało na wytwarzaniu przedłużonych samogłosek /u/ w skali rosnącej i opadającej, dostosowanej do zakresu głosu każdego uczestnika (sopran, mezzosopran, kontralt, tenor, baryton lub bas). Skale te opierały się na nagranych wcześniej akompaniamentach fortepianowych.

Elastyczna rurka miała 35 cm długości, 1 cm średnicy i 2 mm grubości. Jeden koniec rurki zanurzono na głębokość 3 cm w butelce o pojemności 500 ml wypełnionej wodą. Uczestnicy przygotowali cztery zestawy ćwiczeń wokalnych, każdy trwający 3 minuty, z 2-minutowymi przerwami pomiędzy seriami, co łącznie dało 20 minut terapii wokalnej. Dzięki temu ćwiczenia wokalne zakończyły się jednocześnie z sesją tDCS. Nagrania głosu zostaną wykonane w celu oceny następujących parametrów głosu: profil zasięgu głosu (VRP) przy słabym i mocnym natężeniu; jakość głosu (drganie, migotanie, nieregularność, stosunek wzbudzenia głośni do szumu i wskaźnik akustyczny dysfonii) przy słabym, nawykowym i silnym natężeniu; diadochokinezę krtani i zgłaszany przez siebie wysiłek wokalny przy użyciu dostosowanej skali Borga CR10. Badanie to przeprowadzono zgodnie z wytycznymi etycznymi ustalonymi przez Brazylijską Narodową Radę Zdrowia (uchwała 466/12). Badanie zostało zatwierdzone przez Komisję ds. Etyki Badań Ludzkich Centrum Nauk o Zdrowiu UFPE (numer 5.758.856). Uczestnicy wyrazili pisemną świadomą zgodę po uzyskaniu pełnych informacji o celach, procedurach, potencjalnym ryzyku i korzyściach badania.

Chociaż badanie wiązało się z minimalnym ryzykiem, uczestnicy mogli doświadczyć łagodnych skutków ubocznych tDCS, takich jak mrowienie, swędzenie lub pieczenie w miejscach założenia elektrod. Te działania niepożądane były uważnie monitorowane. Dodatkowo niektórzy uczestnicy mogą odczuwać dyskomfort podczas wideolaryngoskopii lub ćwiczeń wokalnych. Jednak problemy te zostały szybko rozwiązane.

Uczestnicy skorzystali z porad dotyczących zdrowia głosu i spersonalizowanej elastycznej rurki. Dane zebrane z oprogramowania do oceny głosu będą bezpiecznie przechowywane przez co najmniej 5 lat. Wszystkie dane zebrane za pomocą programów Vocalgrama i VoxMetria zostały przeanalizowane przy użyciu odpowiedniego oprogramowania. W badaniu Vocalgrama wyodrębniono następujące miary wyników: minimalną i maksymalną częstotliwość podstawową (f0), zakres f0, zakres st, minimalną i maksymalną intensywność oraz obszar profilu zasięgu głosu. W programie VoxMetria wyodrębniono następujące miary: drgania, migotanie, stosunek szumu do harmonicznych (NHR) i średni współczynnik zaburzeń (APQ) z 6-sekundowej przedłużonej samogłoski /ε/, z wyłączeniem pierwszej i ostatniej sekundy. Nagrania audio wykonano z częstotliwością próbkowania 44 kHz i rozdzielczością 16 bitów. Do zliczenia liczby pików w zadaniach diadochokinetycznych wykorzystano także VoxMetria. Postrzegany wysiłek oceniano za pomocą skali Borg CR 10-BR przystosowanej do wysiłku wokalnego.

Normalność danych zostanie oceniona za pomocą testu Shapiro-Wilka. Powtarzane pomiary ANOVA będą stosowane pomiędzy momentami oceny. Wszystkie analizy zostaną przeprowadzone przy użyciu SPSS (wersja 26.0, SPSS Inc, Chicago, USA) z poziomem istotności 5%.