Неинвазивная ультразвуковая стимуляция ушного блуждающего нерва (SONIC)

Блуждающий нерв — самый длинный черепной нерв, простирающийся от продолговатого мозга до толстой кишки, и он участвует в работе вегетативной, сердечно-сосудистой, дыхательной, желудочно-кишечной, иммунной и эндокринной систем. Блуждающие нервы являются частью нервной системы организма и контролируют определённые функции тела, такие как настроение, дыхание и частота сердечных сокращений, пищеварительная система и иммунная система. Эти реакции являются непроизвольными и не контролируются сознательно. Блуждающий нерв — один из двенадцати черепных нервов, соединяющих мозг с телом. Он проходит от ствола мозга в кишечник и является частью системы «отдых и переваривание», играющей ключевую роль в активации реакции расслабления парасимпатической нервной системы.

Стимуляция блуждающего нерва (СБН) установлена как терапевтическое лечение эпилепсии и перспективна в качестве лечения нейропсихиатрических состояний, таких как лекарственно-устойчивая депрессия и головные боли. Стимуляцию блуждающего нерва можно проводить либо инвазивно с помощью хирургического имплантата, либо неинвазивно (чрескожно). Чрескожная СБН может осуществляться через ухо, стимулируя ушную ветвь блуждающего нерва, или на шее, стимулируя шейную ветвь. Инвазивная СБН предполагает имплантацию генератора импульсов, подключённого к электродам, размещённым вокруг шейного блуждающего нерва; имплантация может привести к инфекции в области раны, боли и периинцизионной гематоме.

Традиционно СБН является электрической, что создаёт технические ограничения, поскольку стимулирующие токи проводятся по-разному в зависимости от ткани, а управление фокусом и направлением тока затруднено из-за его рассеивания. При чСБН невозможно с абсолютной уверенностью определить, достигает ли поданный электрический ток блуждающего нерва и в какой степени.

Ультразвуковая стимуляция блуждающего нерва является альтернативой электрической стимуляции за счёт использования высокочастотных звуковых волн, которые стимулируют центральную нервную систему. Устройство ZenBud использует ультразвуковую стимуляцию на ветви блуждающего нерва, проходящей через область уха. Применение импульсов вместо электрического тока преодолевает технические проблемы, связанные с электропроводностью. Ультразвуковая стимуляция позволяет осуществлять целенаправленную активацию, увеличивая вероятность того, что стимуляция достигает намеченного участка. Устройства ZenBud доказали свою безопасность для использования среди здоровых взрослых и получили маркировку CE после оценок, проведённых в Ноттингемском университете.

Анатомические исследования предполагают, что прямая стимуляция волокон блуждающего нерва в области уха может производить эффекты, аналогичные инвазивной СБН, и уменьшать соматические симптомы лёгкой и умеренной депрессии и эпилепсии, избегая необходимости хирургического вмешательства, что является общей чертой инвазивной СБН. Наличие чСБН ассоциируется с улучшением психологического благополучия. Исследования на животных показывают, что стимуляция области уха и его волокон блуждающего нерва вызывает физиологические изменения, такие как снижение частоты сердечных сокращений и артериального давления. Исследования показали, что СБН может быть эффективной в лечении эпилепсии и депрессии, и есть доказательства того, что она может быть полезна в управлении болью и аутоиммунных или воспалительных расстройствах; однако требуется более глубокое понимание её воздействия на организм.

Исследования указывают, что ушная стимуляция блуждающего нерва может влиять на активность ЭЭГ и ЭМГ у здоровых людей и предполагают её потенциал в качестве неинвазивного лечения различных клинических состояний.

Цель данного исследования — изучить эффективность, безопасность и удобство использования носимого гарнитура и выявить изменения в биомаркерах вследствие применения ультразвуковой СБН. Выявление физиологических, когнитивных или эмоциональных изменений может помочь определить потенциальные будущие терапевтические применения У-СБН.

В этом исследовании участники посетят несколько визитов, с максимальным количеством до пяти. Участники будут случайным образом распределены для получения либо У-СБН на первом приёме и плацебо на втором, либо наоборот. Плацебо будет заключаться в ношении устройства без подачи стимуляции.

На первом приёме безопасность будет подтверждена с помощью анкеты безопасности У-СБН, и будет получено информированное согласие. У участников будут зарегистрированы частота сердечных сокращений и артериальное давление. Затем участники установят непрерывный монитор глюкозы (НМГ, Dexcom) и получат умные часы Fitbit для ношения с целью мониторинга физиологических сигналов, активности и сна на протяжении всего исследования.

На второй приём участников попросят избегать физических упражнений и голодать в течение 12 часов до прибытия. Будут зарегистрированы физиологические (частота сердечных сокращений и артериальное давление), когнитивные и эмоциональные маркеры. Может быть проведена ЭКГ до, во время и после стимуляции. Данные ЭЭГ также могут быть записаны до, во время и после стимуляции в тот же день. Дополнительные физиологические маркеры, такие как температура тела, кожно-гальваническая реакция (через КГР) или ушные электроды, расположенные на раковине уха через биполярный электрод, также могут быть записаны.

Участники заполнят анкеты об эмоциональном благополучии и сне, такие как STAI и краткий опросник Oxford-Liverpool Inventory of Feelings and Experiences (O-Life), и пройдут когнитивные оценки. Эти задания будут выполнены с использованием PsychoPy или аналогичного приложения и будут сосредоточены на внимании, эмоциях и памяти. Все задания включают визуальные стимулы с ответами, записанными через клавиатуру или мышь, и каждое занимает примерно 5-10 минут для завершения. Эти задания обеспечивают всестороннюю оценку когнитивного и эмоционального функционирования и адаптированы для измерения областей, на которые влияет СБН.

После этого участники получат вмешательство с использованием устройства ZenBud или плацебо в течение до 30 минут. Через 30 минут устройство автоматически выключится. Участники снова пройдут физиологические, когнитивные и эмоциональные оценки через 10 минут после начала стимуляции и после её завершения. Участники также заполнят анкеты об эффективности ослепления и побочных эффектах.

После периода вымывания в одну неделю участники посетят третий приём. У участников спросят об изменениях в критериях включения и подтвердят продолжение согласия. Как и на втором приёме, участники будут голодать и воздерживаться от физических упражнений в течение 12 часов перед прохождением альтернативного вмешательства (У-СБН или плацебо) в течение 30 минут. Те же оценки и анкеты будут повторены.

Во время второго и третьего визитов участники будут использовать устройство ZenBud в течение до 30 минут. Если участники сначала получили реальную У-СБН, то они получат плацебо вторыми, и наоборот. Устройство автоматически выключается через 30 минут.

Помимо сбора демографических данных и истории болезни во время первого визита, второй и третий визиты будут включать те же физические, когнитивные и эмоциональные оценки до, во время и после У-СБН. Участники будут носить Fitbit на протяжении всего исследования для мониторинга частоты сердечных сокращений и режима сна.