通过无创脑刺激改善视野缺陷

经颅电流刺激 非侵入性经颅电流刺激 (tCS) 已安全地用于人类数十年。 无创电流刺激技术使用电池供电的电流发生器设备，这些设备具有内置电路，可将电流限制在一定水平以上，通常为 2 mA（毫安）。 tCS 在过去十年中被广泛使用，证明对参与者没有重大风险（Antal 等人，2017 年；Brunoni 等人，2011 年；Iyer 等人，2005 年；Nitsche 等人，2008 年；Nitsche 和 Paulus，2011 年）这项研究使用随机噪声（即 tRNS）导致比 tDCS（经颅直流电刺激）应用更少的净电荷。 文献中使用交流电 (tACS) 或随机噪声 (tRNS) 的 tCS 副作用报告有限。 使用 tACS 的研究还报告了与 tDCS 文献中描述的效果在性质上相似的不良反应，例如头痛、电极下的感觉和视觉感觉（Antal 等人，2017 年；Antal 等人，2008 年；Brignani等人，2013 年）。 此处描述了 tCS 文献中描述的不良反应，以提供对可能的不良反应的保守评估。 根据最新可用数据，与 tCS 相关的最常见副作用是：（Antal 等人，2017 年；Nitsche 和 Paulus，2011 年；Feurra 等人，2013 年）

受试者在 tDCS 电极下报告的感觉：

（这些感觉有时会在 tCS 完成后持续存在并持续一小段时间，但通常在 tCS 开始后不久就会消失）

轻度刺痛 (20-70%) 轻微瘙痒 (30-40%) 轻微灼痛 (10-22%) 不适或轻度疼痛 (10-18%)

仅在 tCS 期间报告的影响：

打开和关闭刺激时的视觉感受 (11%)

在 tCS 期间和之后可能发生的其他影响包括：

中度疲劳 (35%) 皮肤发红 (30%) 头痛 (10-15%) 注意力不集中 (11%)

此外，还描述了以下罕见的副作用：

恶心 (3%) 紧张 (<5%) 耳鸣 (<1%) 少数接受 tDCS 治疗双相情感障碍和抑郁症的参与者报告了轻躁狂，但在正常对照组中从未出现过。 有精神病史的受试者将被排除在研究之外。

虽然从未在 tCS 中报告过，但癫痫发作是一种理论上的风险。 一份共识文件支持 tCS（包括本协议中使用的 tRNS）相关癫痫发作从未在文献中报道过，包括在老年受试者和中风后受试者中进行的研究（Antal 等人，2017）。

tRNS 访问：tRNS 研究访问将在 BIDMC 进行。 允许参与者错过最多 15% 的访问。 如果在调查员确定的合理时间范围内，将增加额外的会议以达到预期的访问次数。

每天在刺激前后完成 tRNS 副作用和不良事件的审查。 每天都会评估药物或病史的任何变化。

设置 tRNS，包括在参与者的头上放置一个带电极的帽子和/或带子，并在电极下方涂抹凝胶 - 一旦视觉训练计划设置并准备好启动（或者如果参与者没有，则立即启动刺激）在视觉刺激组中）将进行刺激/假刺激。 这将持续 20 - 30 分钟。 如果参与者在视觉训练组中，他们将在此刺激/假期间执行基于计算机的任务。

在每组中，一半的队列将接受 tRNS 刺激，另一半将接受假刺激。 VFD 受试者的 V1 损伤脑半球和健康半球的同源区域将成为目标。 对于 tRNS，20 - 30 分钟的 1.0 mA 电流将输送到位于 O1/O2 上的双侧电极（Herpich 等人，2019 年）。 电流方向会在高频范围内（101-640Hz）随机振荡。 对于假的，将使用与活动条件下相同的刺激参数，除了刺激器将被编程为在 20 秒上升至 1.0 mA 后关闭。 通过这种“淡入”程序，参与者报告了真实刺激和假刺激的类似头皮感觉。 所有用于刺激的设备都有“盲模式”，研究者和参与者对刺激的类型视而不见。

监测和安全计划 从实验方案开始到参与研究结束，将收集不良反应。 所有不良事件，无论归因于 tRNS 或前/后评估，都将使用标准不良事件表格进行收集和记录。 将以开放式方式询问参与者每天是否存在任何此类事件。 每个不良事件的强度将分为轻度、中度或重度。 如果发生意外事件（例如研究方案中未描述），表明认知或视力从基线发生变化，和/或需要立即注意，例如癫痫发作，研究医学博士（或覆盖研究者）将被实时通知以评估事件，就参与者的即时护理提供建议并确定必要的报告步骤。 与研究计划中描述的风险相比，任何在性质、严重性或频率上严重或意外的事件将由主要研究者审查，以确定事件与研究的关系。 可报告事件将根据确定的政策提交给 BIDMC。

在 BIDMC 的所有 tRNS 访问期间，将通过寻呼机联系一名在 BIDMC 获得认证的执业医师。 此外，应用 tRNS 的人员接受过培训，可以在会议期间不断评估参与者以监测不适情况，以确定晕厥的早期症状（例如晕厥）。 出汗，苍白）和癫痫发作的识别。 此外，所有工作人员都接受过培训，可以采取基本措施来确保参与者的安全。 例如，如果参与者出现晕厥前症状或晕厥事件，将立即提供护理以缓解症状（例如，将他们置于斜躺位置）。 此外，该中心的研究护士可根据需要协助对参与者进行快速评估、恢复措施的实施和监测。

招募中风患者将从贝斯以色列女执事医疗中心的中风科招募。 初始分类将通过回顾性检查参与者的图表并查看 NIH 中风量表 (NIHSS) 项目的视觉缺陷来确定急性期视野缺陷的原始水平。 将联系并邀请出现视野缺损并符合纳入和排除标准的患者参加。

对这项研究感兴趣的个人请联系 BIDMC 的无创脑刺激中心。 研究助理将解释研究的目的和设计。 如果参与者对研究感兴趣，将进行电话采访以排除某些排除标准。 如果参与者符合研究条件，他或她将被邀请到 BIDMC，在那里将再次详细解释研究，并要求参与者在进入研究之前仔细阅读并最终签署书面同意书。 鼓励参与者提出问题。

样本量和群组划分 本研究旨在测试：(1) 不同视觉测试（包括典型的心理物理学测试）在评估成人视觉皮层损伤后视觉缺陷中的有用性； (2) 视觉再训练结合无创脑刺激对成年参与者视觉皮层损伤后视觉感知恢复的影响。 根据初步结果，将招募 92 名视野缺损的参与者。 这些数字是根据已发表结果的样本量计算得出的，其中参与者做出积极反应的发生率为 60%（Herpich 等人，2019 年）。 预计研究组的发生率为 75%，α 为 0.05，功效为 80%。 估计样本量为 78。 然而，鉴于潜在的高辍学率 (15%)，将招募 92 名参与者。

将招募 92 名缺血性中风诱发的 VFD 参与者来解释减员/筛选，目的是完成 78 名可评估的受试者（减员率 15%）。 将为两组招募慢性和亚急性 VFD 参与者。 在第 1 组（训练 + 刺激）中，将有 36 名慢性受试者和 10 名亚急性受试者。 在第 2 组（仅刺激）中，将有 36 名慢性受试者和 10 名亚急性受试者。 在所有亚组中，受试者将有 50% 的机会进行真实刺激与虚假刺激。 亚急性定义为进入研究前中风后不到 6 个月。 慢性定义为在进入研究之前中风后超过 6 个月。

统计分析 学生 t 检验统计和多因素方差分析设计将用于证明效果的显着性。 基于动物和正常人的类似实验，并考虑到科学目标，样本量是适当和充足的。 主要终点是：在缺陷视野内训练后运动辨别任务的改善。 次要终点是：(a) 国家眼科研究所 25 项视觉功能问卷 (NEI-VFQ-25) 的改善； (b) 通过 Humphrey 视野计测量视野中盲区的减少。 将使用 MATLAB 进行分析。 数据将存储在 BIDMC 的 R 驱动器中。 脑电图数据分析：在平均之前，将执行离线检查和去除所有带有伪影（例如，眨眼和眼球运动）的脑电图时期。 每个条件将有 60-100 次重复，所有受试者的拒绝试验 <15%。 将针对每个电极和每个刺激条件计算每个受试者的平均值。 平均响应将用于识别感兴趣的波形分量（P1、N1、N2、P2 和后期峰值）。 N200 分量相对于运动开始的峰值振幅和延迟将分别针对水平（左、右）和径向（进、出）刺激进行分析。 来自所有站点的峰值 N200 振幅和延迟将在混合测量方差分析设计中输入，其中组作为主体间因素和电极站点（例如 Fz, FCz, Cz, CPz, Pz, Oz) 作为受试者内因素。 由于对球形度的重复测量假设的固有违反，自由度的 Greenhouse-Geisser 调整将用于记录站点因素。 在适当的情况下，事后分析将使用 Tukey 的 HSD 测试和 0.05 的家族 I 类错误率进行。

数据安全和审计 为了保护受保护健康信息的机密性和隐私性，每个研究对象都将分配一个唯一的代码。 将参与者姓名与研究编号和标识符相关联的单独日志将保存在受密码保护的数据文件中，只有研究调查人员可以访问。 一旦受试者签署同意书并同意在需要时参与研究，除脑科学 MRI 协议中心的工作人员外，将不会向外部来源提供姓名。 不会发布可以区分参与者的身份信息。 来自这项研究的数据将被输入并存储在一个安全的驱动器中，供调查人员在 BIDMC 防火墙后面的研究中使用。 另一个中心所需的所有信息将通过安全电子邮件和/或安全文件传输提供。