Transkraniell likströmsstimulering (tDCS) som en behandling för akut rädsla (tDCS)

National Institutes of Mental Health (NIMH) har nyligen identifierat att en stor begränsning för förståelsen av neuropsykiatriska störningar och utvecklingen av behandlingar för dessa tillstånd har varit oförmågan att identifiera nyckeldimensioner av observerbart beteende som är centrala för dessa störningar och kopplade till underliggande neurobiologi genom mätbara biomarkörer. Detta projekt är avsett att ta itu med detta problem genom att fastställa att pupillmätningar av noradrenalin (NE) neuronal aktivitet är biomarkörer för rädsla dimension av observerbart beteende, förändringar av vilka tros vara kärnan i neuropsykiatriska tillstånd såsom ångeststörningar. Utredarna kommer att etablera denna biomarkör-kliniska dimensionslänk genom att jämföra pupillindex hos människor med ett provokationstest för koldioxid (CO2), såväl som hos dessa patienter som genomgår transkraniell likströmsstimulering (tDCS) före och efter CO2-administrering.

Deltagare kommer att rekryteras i Dr. Krystals laboratorium vid Duke University som har bevisad infrastruktur för kliniska prövningar. Studiegruppen planerar att registrera totalt 240 friska frivilliga försökspersoner (åldersintervall: 21-65 år) för att slutföra 100. Detta tar hänsyn till den förväntade frekvensen av misslyckanden att: ha en pupillreaktion i den auditiva udda uppgiften (AOT) (25 %); ha ett tillräckligt rädslareagerande på CO2-utmaning (50 % - relevant för de senaste 10 R21 och alla R33-ämnen); och att uppfylla andra screeningkriterier.

R21-fas: De första 30 försökspersonerna kommer att genomgå två sessioner åtskilda av 1 vecka där en lovande elektrodkonfiguration (tre lovande konfigurationer kommer att testas i en kohort av 10 försökspersoner) kommer att användas med tDCS-stimulering vid ökande elektrisk dos under vilken pupillometri kommer att användas utförs för att bestämma svaret på det auditiva udda testet (AOT). Maximalt 5 totala tDCS-doser och sken kommer att testas. Senaste 10 ämnen. Dessa försökspersoner kommer att delta i en dubbelblind, kontrollerad, randomiserad, cross-over-studie över 3 sessioner. Vid session 1 kommer försökspersonerna att genomgå elektrisk dostitrering med tDCS-elektrodkonfigurationen som ett resultat av de 3 omgångarna av optimering med samma procedur som i de första 30 försökspersonerna för att bestämma den lägsta vältolererade dosen som undertrycker AOT-pupillsvaret, förutom att ett maximum av 5 tDCS-doser kommer att testas vid denna session. Vid den tredje och fjärde sessionen (1 veckas mellanrum) kommer försökspersoner att få dosoptimerad tDCS och kontrollbehandlingen med ordning randomiserad tillsammans med 7,5 % CO2 (för att framkalla ett LC-svar) i 20 minuter. De 7,5 % CO2 kommer att levereras till oss förblandade från Airgas. Vid dessa sessioner kommer VAS-A och State Trait Anxiety-Inventory (STA-I) att administreras 5 minuter före och strax efter 20 minuters session och Visual Analog Scale-Anxiety (VAS-A) kommer också att erhållas vid 5 , 10, 15 och 20 minuter av CO2-inandningen. tDCS kommer att administreras under de sista 5 minuterna av den 20 minuter långa CO2-inhalationsperioden. Försökspersonerna kommer att övervakas i en timme efter sessionen för säkerhets skull och kommer att genomgå en bedömning av en läkare för att fastställa lämpligheten att lämna. Efter den 2:a behandlingssessionen kommer deltagandet att upphöra, förutom att försökspersonerna kommer att kallas nästa dag för att bedöma biverkningar och lämplig vård kommer att ges om de upptäcks. R33 Fas: 60 försökspersoner kommer att delta i en dubbelblind, randomiserad, kontrollerad, parallellgruppsstudie. De kommer att randomiseras till antingen aktiv eller kontrollbehandling och vid det första besöket efter screening kommer de att genomgå elektrisk dostitrering enligt beskrivningen ovan för den behandling de randomiseras till. För alla titreringar, under de 5 minuterna mellan tDCS-behandlingarna kommer en oblindad medlem av studieteamet som inte har kontakt med försökspersonerna att beräkna deras AOT-pupillsvar och meddela tDCS-behandlingsläkaren om titreringen ska fortsätta eller stoppas. Försökspersoner som randomiserats till kontrollbehandlingen kommer att genomgå en skentitrering där stoppnivån kommer att väljas slumpmässigt från fördelningen av titreringsresultat som inträffar i R21-fasen. Försökspersonerna kommer sedan tillbaka inom 1 vecka och genomgår optimal dos tDCS eller kontrollbehandling för en enda behandlingssession enligt beskrivningen i föregående stycke. Primärt resultat kommer att vara VAS-A-betyget "rädd" som erhålls i slutet av tDCS/CO2-inhalation. AOT-pupillsvar kommer att erhållas var tionde minut efter slutet av tDCS/CO2-inhalationsperioden för att kartlägga varaktigheten av ihållande effekter på LC. I slutet av denna session kommer deltagandet att upphöra förutom att försökspersonerna kommer att kallas nästa dag för att bedöma biverkningar och vård vid behov. Preliminära data från R21-fasen kommer att användas för att motivera den större R33-studien, och innan R33-utredningsfasen påbörjas kommer ett tillägg till IRB-protokollet (Institutional Review Board) med godkännande att erhållas.

Pupillometriprocedur. Teamet kommer att använda fullt mobila SensoMotoric Instruments (SMI) Eye-tracking-glasögon för att utföra pupillometri. Pupilldiametern kommer att registreras kontinuerligt från varje öga med en samplingsfrekvens på 60 Hz via glasögon på motivets ansikte. Utredarna kommer att fånga pupillstorleken vid baslinjen och som svar på AOT och administrering av 7,5 % CO2. Data kommer att segmenteras i epoker från 0 till 12 s i förhållande till förvärvet av varje stimuli eller experimentellt tillstånd. Ett medelmått för pupilldiameter kommer sedan att beräknas för motsvarande volym genom att ta medelvärdet över de återstående icke-artefaktiska proverna under den epok. För 7,5 % CO2-respons beräknas pupilldiametern i genomsnitt under 1 minuts perioder medan försökspersoner stirrar på en mörk skärm i ett mörkt rum. Detta kommer att beräknas vid baslinjen och 5, 10, 15 och 20 minuter efter starten av CO2-inandning och 5 minuter och 30 minuter efter inandning.

Administrering av 7,5 % CO2. Inandning av 7,5 % CO2 under 20 minuter kommer att utföras. Försökspersonerna kommer att instrueras att undvika alkohol i 36 timmar och koffein i 12 timmar före testet och att äta en lätt lunch minst en timme före testet. Ett uringraviditetstest kommer att administreras till kvinnor i fertil ålder på båda dagarna av gasexponering med ett negativt resultat som behövs för att fortsätta i studiedeltagandet. Gas kommer att levereras via en nasal-oral ansiktsmask ansluten via slang till en 500 L reservoarpåse fylld med 7,5 % CO2/21 % syre (O2) 71,5 % kväve (N2). Försökspersonerna kommer att få luft genom masken under de 10 minuterna före CO2-administrering under vilka baslinjemått kommer att erhållas.

Transkraniell likströmsstimulering (tDCS) kommer att administreras med en flerkanalig likströmsstimuleringsenhet som kan programmeras så att operatören inte känner till kombinationen av elektroder som används för stimulering, och därmed möjliggöra dubbelblindning. Den aktiva tDCS-elektrodkonfigurationen som ska användas kommer att bestämmas med den 3-runda iterativa proceduren som beskrivs ovan; baserat på modellering av elektriska fält och personlig elektrisk dostitrering för att hitta den lägsta dosen som tolereras väl och engagerar målet när det gäller att hämma AOT-pupillresponsen. Den elektriska dosen kommer att anpassas för varje försöksperson genom att titrera dosen (gradvis ökande) tills dosen konstateras som både tolereras väl (inte mer än milda obehag på en 5-gradig Likert-skala) och undertrycker AOT-pupillreaktionen. Om 5-punkters Likert-tolerabilitetsklassificeringen är större än "lindrigt obehag" eller om maximal strömstyrka uppnås utan att påverka AOT kommer försökspersonens deltagande att avslutas.