Neurofeedback fNIRS em participantes altamente impulsivos com regiões ROI DLPFC e IFG

Mira:

Os investigadores avaliarão os efeitos - e a especificidade - de dois protocolos de NF baseados em fNIRS, um visando o DLPFC e outro visando o IFG. Ambos os grupos também serão comparados a um grupo de treinamento "sham" com regulação do sinal fNIRS fora dos lobos frontais. Testes pré/pós serão conduzidos em todos os três grupos, ou seja, medidas de atividade cerebral, cognição e comportamento impulsivo serão obtidas antes do início da fase de treinamento de NF, bem como após a última sessão de treinamento. Assim, uma tarefa Go/Nogo e uma tarefa n-back serão aplicadas para avaliar mudanças relacionadas ao treinamento na atividade cerebral e no desempenho neuropsicológico. A população do estudo será de indivíduos altamente impulsivos (saudáveis), que anteriormente mostraram uma atividade reduzida de DLPFC e IFG (semelhante a pacientes com TDAH), e os investigadores esperam que sua função de DLPFC e IFG aumente após o treinamento fNIRS-NF. Nossa hipótese é que ambos os grupos ativos de NF (DLPFC e IFG) melhorarão mais do que o grupo placebo (treinamento simulado) em todas as medidas relevantes. Assim, vantagens específicas são esperadas no grupo DLPFC para dados de memória de trabalho (tarefa n-back) e no grupo IFG para medidas de controle inibitório (tarefa Go/Nogo). Além disso, os investigadores testarão o efeito do fNIRS-NF na resposta ao estresse usando o TSST como um teste de estresse padronizado. Supõe-se que o treinamento fNIRS-NF também seja eficaz na redução do estresse, fortalecendo a regulação relacionada ao estresse (que também foi relacionada ao lobo frontal).

A hipótese é que ambos os treinamentos serão bem-sucedidos na redução do comportamento impulsivo; no entanto, em um teste pré/pós, são esperados efeitos específicos do NF baseado em fNIRS do DLPFC na função de memória de trabalho e do NF baseado em fNIRS do IFG no controle inibitório. As correlações entre ambas as funções e os sintomas impulsivos darão uma indicação de qual ROI de treinamento pode ser mais promissor para o tratamento de (subgrupos específicos de) TDAH. As correlações entre a regulação de diferentes ROIs de treinamento indicarão a especificidade da regulação de feedback de áreas corticais circunscritas.

Espectroscopia de infravermelho próximo funcional (fNIRS):

Um sistema fNIRS (ETG-4000, Hitachi Medical Corporation, Japão) será usado para medir as respostas hemodinâmicas no córtex pré-frontal (PFC).

Todos os experimentos serão conduzidos no Departamento de Psiquiatria e Psicoterapia da Universidade de Tübingen (Calwerstraße 14/Osianderstraße 24, 72076 Tübingen). Todos os dispositivos médico-técnicos são certificados pela CE e aprovados para aplicação em pacientes e só serão usados ​​de acordo com a finalidade aprovada por pessoas que tenham conhecimento e experiência para operar, aplicar e manter os dispositivos.

Neurofeedback:

Uma sessão de NF compreende 2 blocos de feedback com duração de 12 min cada e um bloco de transferência com duração de 8 min. Um bloco de feedback consiste em 12 tentativas de regulação. Uma tentativa de regulação consiste em 20 s de tempo de descanso e 30 s de tempo de regulação. A tarefa é aumentar ou diminuir a atividade hemodinâmica no DLPFC ou IFG (ou, para o grupo de controle simulado, 4 canais do córtex temporal, que supostamente não está envolvido na sintomatologia de impulsividade/TDAH; além disso, em um estudo piloto inédito, esses 4 canais foram encontrados inativos durante uma tarefa de Stroop envolvendo funções de controle cognitivo), com 50% de tentativas de ativação e 50% de tentativas de desativação, que foram apresentadas em ordem aleatória. Como feedback da ativação cerebral hemodinâmica, uma bola é mostrada ao participante em uma tela, movendo-se da esquerda para a direita e representando as mudanças de concentração na hemoglobina oxigenada movendo-se abaixo ou acima de uma linha no meio da tela. Uma seta no meio da tela indica se a ativação (apontando para cima) ou a desativação (apontando para baixo) é esperada em uma determinada tentativa. Nos ensaios de ativação, a concentração de hemoglobina oxigenada deve aumentar em relação à linha de base, nos ensaios de desativação deve diminuir. Ao final de uma tentativa bem-sucedida (a bola se moveu na direção esperada por pelo menos 7 s dos últimos 15 s do tempo regulamentar), um feedback gratificante ("Gut gemacht, weiter so!", que em alemão significa "Muito bem, continue assim!") é mostrado na tela. Um bloco de transferência consiste em 8 tentativas regulamentares nas quais a bola em movimento não é mostrada, mas a recompensa no final da tentativa ainda indica se o participante foi bem-sucedido. Os blocos de transferência são incluídos para facilitar a transferência das estratégias de regulação aprendidas para a vida cotidiana.

População do estudo:

Os participantes serão recrutados da população estudantil local por meio de anúncios/e-mail e de bancos de dados existentes. Será utilizado um sistema online para que os potenciais participantes preencham o ASRS, a fim de classificá-los como altamente ou pouco impulsivos. Durante este procedimento de triagem on-line, eles confirmam pressionando um botão que leram as informações do estudo e o consentimento informado e que concordam com o uso de seus dados. Eles "continuam" pressionando mais um botão e serão informados sobre seus direitos. Participantes em potencial apropriados (indivíduos saudáveis ​​altamente impulsivos com pontuações ASRS > 15, mas < 23) são contatados novamente para uma consulta de estudo. As informações completas do estudo, consentimento informado e formulário de segurança de dados serão enviados ao participante em potencial naquele momento. Quando chegarem para a consulta laboratorial propriamente dita, receberão novamente explicações sobre todos os procedimentos e possíveis riscos verbalmente e por escrito. Eles são incluídos no estudo, quando dão o seu consentimento informado por escrito.

Estimativa do tamanho da amostra:

O projeto proposto é planejado como um estudo randomizado e controlado e compreende um total de 60 participantes divididos em um grupo de treinamento IFG-, DLPFC e placebo recebendo treinamento de controle de NF baseado em IFG, DLPFC ou simulado (córtex temporal) . Com base nos tamanhos de efeito das intervenções NF normalmente observadas em pacientes com TDAH (cerca de d = 0,8 para melhorias nos sintomas relacionados à atenção, em comparação com diferentes grupos de controle, incluindo lista de espera, biofeedback EMG e treinamento cognitivo; ver, por exemplo, Arns, de Ridder, Strehl, Breteler & Coenen, 2009), tamanhos de amostra de subgrupo de n = 20 seriam o resultado de um cálculo de poder formal, com um α predefinido de 0,05 e um poder pretendido de pelo menos 80%. Intimamente relacionado ao protocolo de treinamento atualmente planejado, dados próprios recentes confirmam tamanhos de efeito de pelo menos 0,8 para comparações pré-pós em um projeto de grupo de controle. Em detalhes, após oito sessões de treinamento com um treinamento NF baseado em fNIRS focado no lobo frontal, indivíduos altamente impulsivos mostraram mudanças positivas em ambas as medidas cognitivas alvo (desvio padrão de RTs em uma tarefa de sinal de parada) e ativação cortical (DLPFC esquerdo) que foram significativamente mais fortes do que em um grupo de treinamento de controle baseado em EMG (Hudak et al., 2017) com tamanhos de efeito de dcorr = 0,981 e 1,61, respectivamente (fórmula de acordo com Klauer (2001) para estudos de design de controle pré-pós). Tomados em conjunto, e com base na estimativa mais conservadora dos efeitos do NF no próprio nível de sintomas (ver acima), um tamanho de amostra de n = 20 por grupo e braço de tratamento parece ser adequado para os diferentes objetivos e questões do estudo proposto .

Riscos e efeitos colaterais:

FNIRS: Nenhum risco médico está associado às gravações do fNIRS; quando são utilizados lasers de diodo, como é o caso do presente estudo, não ocorre aquecimento tecidual significativo. Para evitar problemas acidentais, todas as precauções possíveis serão tomadas. Diretrizes e protocolos sobre como lidar com as aplicações de medição (por exemplo, ajuste confortável da tampa NIRS) serão seguidos estritamente conforme sugerido por laboratórios experientes. Além disso, os pesquisadores trabalharão sob a supervisão da Dra. Ann-Christine Ehlis.

NF baseada em FNIRS: Os riscos associados ao tratamento de NF baseada em fNIRS são poucos, raros e rapidamente remediáveis. Para indivíduos altamente sensíveis ou suscetíveis, a NF baseada em fNIRS pode precipitar uma enxaqueca (induzida por tensão muscular), ondas de calor ou ansiedade leve (induzida por desempenho). Problemas potenciais podem ser minimizados e evitados pela obtenção de um histórico médico adequado antes do tratamento. Os efeitos colaterais são geralmente leves, transitórios e rapidamente remediáveis, permitindo que os participantes continuem com o tratamento.

Dados privados:

Todos os experimentadores estão sujeitos à discrição profissional. Os doutorandos/mestrandos de medicina potencialmente envolvidos no projeto receberão explicações detalhadas de todos os procedimentos e assinarão um contrato de aplicação dessas diretrizes. O tratamento confidencial dos dados de acordo com a lei de privacidade de dados é garantido. Como os dados são codificados na aquisição, não é possível atribuir resultados publicados a indivíduos. As gravações que permitem uma reidentificação são bloqueadas e acessíveis apenas aos membros da equipe (para mais detalhes, veja abaixo). As seguintes regras serão aplicadas para lidar com os dados.

Aquisição e armazenamento de dados:

Os dados serão armazenados usando códigos. Esses pseudônimos serão criados para cada participante (em alemão: "Pseudonymisierung"). Os códigos são compostos pelo nome do paradigma utilizado e o número corrente do participante.

Haverá apenas três formulários com o nome dos participantes. Primeiro, os participantes escreverão seu nome, data de nascimento e assinatura no formulário de consentimento. Em segundo lugar, o experimentador anotará o nome do participante, data de nascimento e código do estudo no formulário do protocolo. Este protocolo será a única maneira de vincular o código do estudo de um participante à sua identidade. Em terceiro lugar, os participantes assinarão um formulário por terem recebido a taxa de participação. Todos os três documentos serão armazenados separados dos outros documentos do estudo em um armário com chave. As chaves deste armário e do quarto serão acessíveis apenas com uma licença assinada pelo Dr. A.-C. Ehlis, chefe do grupo de pesquisa "Psicofisiologia e Imagem Óptica" do Departamento de Psiquiatria e Psicoterapia em Tuebingen.

Os questionários psicométricos serão armazenados em um armário em uma sala trancada. Apenas o código do estudo dos participantes é anotado nesses questionários. As chaves do quarto também serão acessíveis apenas com uma licença assinada pelo Dr. A.-C. Ehlis. Esses documentos serão destruídos após dez anos. Além disso, os dados do questionário e os códigos dos participantes do estudo serão inseridos em uma matriz de dados dos programas Excel ou SPSS para análises posteriores. Os dados de imagem também são rotulados com códigos de estudo dos participantes.

O questionário online será construído e distribuído usando o software SoSciSurvey. SoSciSurvey salva todos os dados em um servidor alemão (localizado em Munique). O SoSciSurvey não compartilha nenhum dado com terceiros, não salva endereços IP e exclui todos os dados se o gerente do projeto não fizer login no sistema por três meses. Todos os dados são criptografados durante a transferência de dados. Assim, SoSciSurvey oferece um padrão de segurança muito alto. Após o período de avaliação online, os dados serão baixados e armazenados em um disco rígido protegido por senha do University Hospital Tübingen (grupo de Psicofisiologia e Imagem Óptica). Todos os dados serão excluídos do servidor SoSciSurvey.

Análise de dados:

Os dados codificados serão analisados ​​e os resultados publicados em revistas científicas específicas. Não haverá possibilidade de deduzir informações sobre participantes individuais a partir desses resultados.

Os dados do FNIRS serão analisados ​​com o pacote de software implementado no ETG-4000 (software Topo da Hitachi Medical Co., Japão) e no MATLAB (The MathWorks Inc.), um software comercial aplicado à análise off-line da alteração da hemoglobina concentração. Adicionalmente, análises estatísticas serão realizadas com os pacotes de software Excel (Microsoft inc.) e SPSS. Para análise estatística, serão aplicadas principalmente ANOVAs para medidas repetidas e análises de correlação. Comparações post-hoc serão realizadas usando testes t para amostras pareadas ou independentes, bem como análises de correlação.