Улучшение дефицита поля зрения с помощью неинвазивной стимуляции мозга

Транскраниальная стимуляция током Неинвазивная транскраниальная стимуляция током (tCS) безопасно использовалась у человека в течение десятилетий. В неинвазивных методах стимуляции током используются устройства генератора тока с питанием от батареи, которые имеют встроенную схему для ограничения тока выше определенного уровня, обычно 2 мА (миллиампер). tCS широко использовалась в течение последнего десятилетия, демонстрируя незначительный риск для участников (Antal et al., 2017; Brunoni et al., 2011; Iyer et al., 2005; Nitsche et al., 2008; Nitsche & Paulus, 2011). ) В этом исследовании используется случайный шум (т.е. tRNS), что приводит к меньшему суммарному заряду, чем при tDCS (транскраниальная стимуляция постоянным током). В литературе имеется ограниченное количество сообщений о побочных эффектах tCS с использованием переменного тока (tACS) или случайного шума (tRNS). Исследования, в которых использовалась tACS, также сообщали о побочных эффектах, сходных по характеру с эффектами, описанными в литературе по tDCS, например, о головной боли, ощущениях под электродами и зрительных ощущениях (Antal et al., 2017; Antal et al., 2008; Brignani). и др., 2013). Побочные эффекты, которые были описаны в литературе по tCS, описаны здесь, чтобы предложить консервативную оценку возможных побочных эффектов. Согласно последним доступным данным, наиболее распространенными побочными эффектами, связанными с ТКС, являются: (Antal et al., 2017; Nitsche & Paulus, 2011; Feurra et al., 2013)

Ощущения, о которых сообщили субъекты под электродом для tDCS:

(Эти ощущения могут иногда продолжаться в течение короткого периода времени после завершения ТКС, но обычно исчезают вскоре после начала ТКС).

Легкое покалывание (20–70 %) Легкий зуд (30–40 %) Легкое жжение (10–22 %) Дискомфорт или умеренная боль (10–18 %)

Сообщалось об эффектах, возникающих только во время tCS:

Зрительные ощущения при включении и выключении стимуляции (11%)

Другие эффекты, которые могут возникнуть как во время, так и после tCS, включают:

Умеренная усталость (35 %) Покраснение кожи (30 %) Головная боль (10-15 %) Трудности с концентрацией внимания (11 %)

Кроме того, были описаны следующие редкие побочные эффекты:

Тошнота (3 %), Нервозность (<5 %), Звон в ушах (<1 %), Гипомания была зарегистрирована у нескольких участников, получавших tDCS по поводу биполярного расстройства и депрессии, но никогда у здоровых людей из контрольной группы. Субъекты с историей психического расстройства будут исключены из исследования.

Хотя при tCS об этом никогда не сообщалось, судороги представляют собой теоретический риск. Консенсусный документ подтверждает, что судороги, связанные с tCS (включая tRNS, используемые в настоящем протоколе), никогда не сообщались в литературе, включая исследования, проведенные у пожилых людей и у пациентов после инсульта (Antal et al., 2017).

Визиты tRNS: ознакомительные визиты tRNS будут проводиться в BIDMC. Участникам будет разрешено пропустить до 15% посещений. Дополнительные сеансы будут добавлены для достижения ожидаемого количества посещений, если они уложатся в разумные сроки, определенные исследователем.

Обзор побочных эффектов tRNS и нежелательных явлений будет проводиться ежедневно до и после стимуляции. Любые изменения в лекарствах или истории болезни будут оцениваться ежедневно.

Настройка для tRNS, которая включает в себя надевание шапочки и/или ленты с электродами на голову участника и нанесение геля под электроды. в группе визуальной стимуляции) Будет проведена стимуляция/имитация. Это будет длиться 20-30 минут. Если участник находится в группе визуального обучения, он будет выполнять компьютерное задание во время этой стимуляции/имитации.

В каждой группе половина когорты будет стимулироваться тРНК, а другая половина будет ложно-стимулирована. Будут нацелены на полушарие мозга с поражением V1 у субъектов VFD и гомологичную область в здоровом полушарии. Для tRNS ток 1,0 мА в течение 20–30 минут будет подаваться на электроды, расположенные с двух сторон над O1/O2 (Herpich et al., 2019). Текущее направление будет колебаться случайным образом в диапазоне высоких частот (101-640 Гц). Для имитации будут использоваться те же параметры стимуляции, что и в активном состоянии, за исключением того, что стимулятор будет запрограммирован на отключение после 20-секундного нарастания до 1,0 мА. С помощью этой процедуры «затухания» участники сообщают об одинаковых ощущениях на коже головы как при реальной стимуляции, так и при фиктивной стимуляции. Все устройства, используемые для стимуляции, имеют «слепые режимы», когда исследователь и участник не видят тип стимуляции.

План мониторинга и безопасности Информация о побочных эффектах будет собираться с начала экспериментального протокола до окончания участия в исследовании. Все нежелательные явления, независимо от принадлежности к tRNS или предварительным/последующим оценкам, будут собираться и регистрироваться с использованием стандартной формы нежелательных явлений. Участников будут спрашивать в открытой форме о наличии любых таких мероприятий ежедневно. Интенсивность каждого нежелательного явления будет оцениваться как легкая, умеренная или тяжелая. Если происходит событие, которое не ожидается (например, не описано в протоколе исследования), которое указывает на изменение по сравнению с исходным уровнем в познании или зрении и/или требует немедленного внимания, например, припадок, врач-исследователь (или сопровождающий исследователь) будет проинформирован в режиме реального времени, чтобы оценить событие, дать рекомендации по немедленному уходу за участником и определить необходимые шаги для сообщения. Любые события, которые являются серьезными или неожиданными по своему характеру, серьезности или частоте по сравнению с рисками, описанными в плане исследования, будут рассмотрены главным исследователем для определения связи события с исследованием. Отчетные события будут отправлены в BIDMC в соответствии с установленными политиками.

Лицензированный врач, аккредитованный в BIDMC, будет доступен по пейджеру во время всех посещений tRNS в BIDMC. Кроме того, человек, применяющий tRNS, обучен постоянно оценивать участников во время сеансов, чтобы контролировать дискомфорт, выявлять ранние симптомы обморока (например. потливость, бледность) и распознавание судорог. Кроме того, весь персонал обучен применять основные меры для обеспечения безопасности участников. Например, если у участника возникают предобморочные симптомы или обморок, ему будет оказана немедленная помощь для облегчения симптомов (например, его поместят в положение лежа). Кроме того, медсестры-исследователи в Центре могут помочь с быстрой оценкой участника, выполнением восстановительных мер и мониторингом по мере необходимости.

Набор пациентов с инсультом будет проводиться в отделении инсульта медицинского центра Beth Israel Deaconess. Первоначальная сортировка определит первоначальный уровень дефицита поля зрения в острой фазе путем ретроспективного изучения карт участников и изучения пунктов шкалы инсульта NIH (NIHSS) на предмет дефицита зрения. С пациентами, имеющими дефицит поля зрения и отвечающими критериям включения и исключения, свяжутся и пригласят к участию.

Людей, заинтересованных в исследовании, просят связаться с Центром неинвазивной стимуляции мозга в BIDMC. Ассистент-исследователь объяснит цель и дизайн исследования. Если участник заинтересован в исследовании, будет проведено телефонное интервью, чтобы исключить некоторые критерии исключения. Если участник соответствует требованиям для участия в исследовании, его или ее пригласят на BIDMC, где исследование будет подробно объяснено еще раз, а участника попросят внимательно прочитать и в конечном итоге подписать форму письменного согласия до включения в исследование. Участнику предлагается задавать вопросы.

Размер выборки и разделение когорт Это исследование предназначено для проверки: (1) полезности различных зрительных тестов, включая типичные психофизические тесты, для оценки нарушения зрения после повреждения зрительной коры у взрослых; и (2) влияние зрительного переобучения в сочетании с неинвазивной стимуляцией мозга на восстановление зрительного восприятия после повреждения зрительной коры у взрослых участников. По предварительным результатам будут зачислены 92 участника с дефектами поля зрения. Эти цифры основаны на расчете размера выборки на основе опубликованных результатов, согласно которым доля участников, давших положительный ответ, составила 60 % (Herpich et al., 2019). Ожидается, что в исследуемой группе заболеваемость составит 75%, с альфа 0,05 и мощностью 80%. Расчетный размер выборки составляет 78 человек. Однако, учитывая потенциально высокий процент отсева (15%), будут зачислены 92 участника.

92 участника с ишемическим инсультом, индуцированным VFD, будут набраны для учета отсева/скрининга с целью завершения 78 поддающихся оценке субъектов (коэффициент отсева 15%). Участники с хроническим и подострым VFD будут набраны для обеих групп. В группе 1 (тренировка + стимуляция) будет 36 хронических и 10 подострых субъектов. В группе 2 (только стимуляция) будет 36 хронических и 10 подострых субъектов. Во всех подгруппах испытуемые будут иметь 50% шанс реальной стимуляции против фиктивной. Подострый определяется как менее 6 месяцев после инсульта до включения в исследование. Хронический определяется как течение более 6 месяцев после инсульта до включения в исследование.

Статистический анализ Статистические данные критерия Стьюдента и многофакторный анализ ANOVA будут использоваться для демонстрации значимости эффектов. Основываясь на аналогичных экспериментах на животных и нормальных людях и учитывая научные цели, размер выборки является подходящим и достаточным. Первичная конечная точка: улучшение в задаче распознавания движения после тренировки в ограниченном поле зрения. Вторичными конечными точками являются: (а) улучшение по опроснику зрительных функций из 25 пунктов Национального института глаз (NEI-VFQ-25); (б) уменьшение слепой зоны в полях зрения по данным периметрии Хамфри. Анализ будет выполнен с использованием MATLAB. Данные будут храниться на диске R в BIDMC. Анализ данных ЭЭГ. Перед усреднением будет выполняться автономная проверка и удаление всех эпох ЭЭГ с артефактами (например, моргание и движение глаз). Будет 60-100 повторений каждого условия с <15% отклоненных испытаний у всех испытуемых. Средние значения будут рассчитаны для каждого субъекта для каждого электрода и каждого условия стимула. Усредненные отклики будут использоваться для определения интересующих компонентов сигнала (P1, N1, N2, P2 и поздние пики). Пиковые амплитуды и латентность компонента N200 относительно начала движения будут анализироваться отдельно для горизонтальных (слева, справа) и радиальных (вход, выход) стимулов. Пиковые амплитуды и латентность N200 со всех участков будут введены в схемы смешанных показателей ANOVA с группой в качестве фактора между субъектами и местом электрода (например, Fz, FCz, Cz, CPz, Pz, Oz) как внутрисубъектный фактор. Корректировка теплицы-Гейссера для степеней свободы будет использоваться для регистрации коэффициента участка из-за присущих повторным измерениям нарушений допущений о сферичности. Там, где это уместно, будут проводиться постфактум-анализы с использованием тестов Тьюки HSD и коэффициента ошибок типа I для всей семьи, равного 0,05.

Безопасность данных и аудит Для обеспечения конфиденциальности и приватности защищенной медицинской информации каждому субъекту исследования будет присвоен уникальный кодовый номер. Отдельный журнал, связывающий имя участника с номером исследования и идентификаторами, будет храниться в защищенном паролем файле данных, доступном только для исследователей исследования. Имена не будут сообщаться внешним источникам, кроме персонала МРТ-протокола Центра наук о мозге, после того как субъекты подписали согласие и согласились участвовать в исследовании, если это необходимо. Не будет опубликована идентифицирующая информация, по которой можно было бы отличить участника. Данные этого исследования будут вводиться и храниться на защищенном диске, доступном исследователям за брандмауэром BIDMC. Вся информация, необходимая в другом центре, будет предоставлена ​​через защищенную электронную почту и/или защищенную передачу файлов.