يوفر هذا البروتوكول معلومات حول كيفية تطبيق تحفيز العصب المبهم الأذني عبر الجلد (taVNS) في تجربة سريرية ، بما في ذلك المؤشرات الحيوية المحتملة مثل مقاييس EEG وتقلب معدل ضربات القلب (HRV) لقياس تأثير هذا العلاج على الجهاز العصبي اللاإرادي.
مقالة منهجية
يوفر هذا البروتوكول معلومات حول كيفية تطبيق تحفيز العصب المبهم الأذني عبر الجلد (taVNS) في تجربة سريرية ، بما في ذلك المؤشرات الحيوية المحتملة مثل مقاييس EEG وتقلب معدل ضربات القلب (HRV) لقياس تأثير هذا العلاج على الجهاز العصبي اللاإرادي.
أظهرت العديد من الدراسات نتائج واعدة لتحفيز العصب المبهم الأذني عبر الجلد (taVNS) في علاج الاضطرابات المختلفة. ومع ذلك ، لم تحقق أي دراسات ميكانيكية في تأثيرات الشبكة العصبية والجهاز العصبي اللاإرادي لهذه التقنية. تهدف هذه الدراسة إلى وصف كيفية تأثير taVNS على مقاييس EEG و HRV ومستويات الألم. تم توزيع الأشخاص الأصحاء بشكل عشوائي إلى مجموعتين: مجموعة taVNS النشطة ومجموعة taVNS الوهمية. تم تسجيل تخطيط كهربية الدماغ (EEG) وتقلب معدل ضربات القلب (HRV) عند خط الأساس ، 30 دقيقة ، وبعد 60 دقيقة من 30 هرتز ، 200-250 ميكرو ثانية taVNS ، أو التحفيز الوهمي ، وتم حساب الاختلافات بين المقاييس. فيما يتعلق بالإسقاطات المبهمية ، أظهرت بعض الدراسات دور العصب المبهم في تعديل نشاط الدماغ والنظام اللاإرادي ومسارات الألم. ومع ذلك ، لا تزال هناك حاجة إلى مزيد من البيانات لفهم آليات taVNS على هذه الأنظمة. في هذا السياق ، تقدم هذه الدراسة طرقا لتوفير بيانات لمناقشة أعمق حول الآثار الفسيولوجية لهذه التقنية ، والتي يمكن أن تساعد التحقيقات العلاجية المستقبلية في مختلف الحالات.
تحفيز العصب المبهم عبر الأذن (taVNS) هو تقنية تعديل عصبي حديثة لا تتطلب جراحة وتستخدم جهاز تحفيز غير جراحي يوضع في محارة الأذن أو الزنمة. وبالتالي ، يمكن الوصول إليها بشكل أكثر أمانا للمرضى1. في السنوات الأخيرة ، توسع مجال taVNS بسرعة ، مع التركيز بشكل أساسي على التجارب السريرية التي توضح المزايا العلاجية المحتملة لمختلف الحالات المرضية ، بما في ذلك الصرع والاكتئاب وطنين الأذن ومرض باركنسون وضعف تحمل الجلوكوز والفصام والرجفان الأذيني2. هناك الكثير لمناقشته حول taVNS وتأثيراته على العمليات البيولوجية في الأنظمة المركزية والمحيطية. من الناحية المثالية ، قد تثبت العلامة البيولوجية أن الفرع الأذني للورم المبهم قد تم تحفيزه ، مما يؤثر على الهياكل داخل الجمجمة ويسمح للباحثين بتحليل كيفية تأثير taVNS على الوظيفة الفسيولوجية. ومع ذلك ، بدون علامة حيوية جديرة بالثقة ، ليس من السهل فهم ما تعنيه بيانات taVNS وكيفية تفسيرها بشكل فعال.
تخطيط كهربية الدماغ (EEG) هو أداة تصوير مشجعة لتوفير المؤشرات الحيوية ل taVNS. إنه نهج غير جراحي وموثوق وغير مكلف لقياس وقياس النشاط القشري 3,4. بعد هذه العملية ، أجرت مجموعتنا مراجعة منهجية ، موضحة التفاصيل الأولية التي يمكن أن تؤثر على taVNS على النشاط القشري ، وخاصة زيادة نشاط طيف طاقة EEG في الترددات المنخفضة (دلتا وثيتا). ومع ذلك ، تم الكشف أيضا عن نتائج متنوعة في الترددات العالية (ألفا) والتغيرات في مكونات تخطيط موارد المؤسسات المبكرة المتعلقة بالمهام المثبطة. تم العثور على عدم تجانس كبير بين الدراسات. لذلك ، تعد الدراسات الأكثر تجانسا والأكثر أهمية والتخطيط الجيد ضرورية لتقديم استنتاجات أكثر قوة حول تأثيرات taVNS على نشاط الدماغ الذي تم قياسه بواسطة EEG3. يمكن أن يؤدي تقييم EEG أثناء taVNS إلى تقدم الأبحاث المستقبلية حول دمج التقنيتين لأداة تحفيز متنقلة ومغلقة الحلقة والمراقبة وغير الغازية للتأثير على نشاط تذبذب الدماغ4.
عدم تناسق ألفا ، الذي يقيم نشاط نطاق ألفا النسبي بين نصفي الكرة المخية ، خاصة عند الأقطاب الأمامية ، هو علامة حيوية EEG يتم بحثها بشكل متكرر. استخدمت الأدبيات السابقة هذه العلامة الحيوية لتحليل فرضية النهجوالانسحاب 5,6 ، والتي تنص على أن الجانب الأمامي الأيمن من الدماغ مرتبط بسلوكيات الانسحاب. في المقابل ، يرتبط الجانب الأمامي الأيسر بسلوكيات النهج. نظرا لأن ألفا يرتبط بانخفاض نشاط الدماغ ، فإن الزيادة في ألفا على الجانب الأيسر من الدماغ تشير إلى انخفاض النشاط وقد تظهر نقصا في سلوك النهج. يساعد هذا المفهوم في تفسير بعض النتائج في شريط ألفا في نصف الكرة الأيسر في مرضى الاكتئاب7. بالإضافة إلى ذلك ، تسجل أقطاب EEG نشاط المجموعات العصبية ، وتفحص الاتصال الوظيفي (FC) أو التغيرات في شبكات الدماغ واسعة النطاق ، مثل شبكة الوضع الافتراضي (DMN) 7,8.
بناء على ذلك ، يمكن استخدام تخطيط كهربية الدماغ الكمي لتقييم آثار taVNS على نشاط الدماغ. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لإثبات المقاييس والتأثيرات المحددة بشكل منهجي والتي من شأنها تسليط الضوء على التحفيز غير الجراحي من خلال الفرع الأذني للعصب المبهم.
محيطيا ، يتوسط العصب المبهم والجهاز العصبي الودي وظيفة القلب الانقباضيةوالكهربائية 9. يعزز هذا التنظيم قدرة جهاز تنظيم ضربات القلب ويتحكم فيه من خلال المظاهر الفسيولوجية للجسم ، والمعروفة باسم إزالة استقطاب الجيوب الأنفية. يسجل تقلب معدل ضربات القلب (HRV) التغيرات لكل نبضة من إزالة استقطاب الجيوب الأنفية ، وبالتالي يصف التأثيرات المبهمية على العقدة الجيبية10 بشكل غير جراحي. بالنظر إلى هذه الوظيفة ، تم النظر إلى HRV ودراسته كعلامة حيوية بارزة لوظيفة القلب العصبي المرتبطة برفاهية الفرد واحتمال الإصابة بالأمراض والوفيات والإجهاد11,12.
في سياق taVNS ، تم تسجيل HRV في العديد من التجارب ، ويعتقد أن التحفيز يعدل HRV9،11،12. بالنظر إلى أن انخفاض HRV قد ارتبط باعتلال ووفيات الأمراض المختلفة من خلال آليات مثل الإفراط في نشاط الجهاز العصبي الودي ، والاستجابة الالتهابية ، والإجهاد التأكسدي ، يعتقد أن تعديل العصب المبهم ل taVNS يؤثر بشكل مباشر على HRV وتنظيم الجيوب الأنفية13,14. في الواقع ، أشارت بعض التجارب بالفعل إلى أن taVNS يمكن أن يزيد من HRV في الأشخاص الأصحاء ، وبالتالي دعم هذه الفرضية15,16. ومع ذلك ، لا تزال هناك حاجة لفهم ما إذا كانت معلمات taVNS المختلفة يمكن أن تؤثر على HRV بشكل مختلف.
حاليا ، لم تحقق أي دراسات ميكانيكية في تأثيرات الشبكة العصبية taVNS والجهاز العصبي اللاإرادي لهذه التقنية معا. لذلك ، يهدف هذا البروتوكول إلى تقييم كيفية تأثير taVNS على مقاييس EEG و HRV وتقييم سلامتها. بالإضافة إلى ذلك ، يهدف هذا أيضا إلى تحديد المتنبئين الذين يمكن أن يؤثروا على الاستجابة ل taVNS. يمكن أن يساعد فهم المتغيرات المرتبطة بالاستجابة ل taVNS في تصميم التجارب السريرية المستقبلية لتعظيم آثار هذا التدخل.
تم تنفيذ جميع إجراءات الدراسة في مركز سبولدينغ للتعديل العصبي / مستشفى سبولدينغ كامبريدج. تم الحصول على الموافقة الأخلاقية لهذا البروتوكول من Mass General Brigham IRB (بروتوكول الرقم #: 2022P003200). تم الحصول على موافقة مستنيرة من جميع الأشخاص الذين يستخدمون منصة التقاط البيانات الإلكترونية البحثية المشفرة (REDCap) (انظر جدول المواد). رقم التسجيل التجريبي: NCT05801809.
1. اختيار الموضوع وفحصه
2. تفاصيل المعدات
3. إجراء taVNS
ملاحظة: يتكون البروتوكول من زيارتين: الزيارة 1 (الموافقة والفحص وجمع المعلومات الديموغرافية) والزيارة 2 (التقييمات والتدخل). يمكن العثور على تدفق الدراسة في الشكل 4.
4. متابعة الإجراءات
أجرينا تحليلا وصفيا أوليا لأول موضوع عشوائي دون تعمية الدراسة. لهذا السبب ، فإن الأسلحة التي تم تخصيص هذا الموضوع لها غير معروفة. الموضوع الأول هو امرأة تبلغ من العمر 69 عاما ، غير إسبانية ، قوقازية ، حاصلة على شهادة جامعية ، ولم تبلغ عن أي حدث سلبي أثناء أو بعد جلسة التحفيز. يتم عرض البيانات السريرية في الجدول 2.
إلى جانب ذلك ، تم إنشاء توزيع طبوغرافي لمخططات فروة الرأس في حالة الراحة EEG لنطاقات ثيتا وألفا وبيتا في ثلاث فترات زمنية: خط الأساس وأثناء الإجراء وبعده (الشكل 7). لوحظ نمط ألفا غير متماثل في المنطقة الأمامية.

الشكل 1: جهاز taVNS الرئيسي ، مع أقطاب كهربائية ثنائية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 2: سماعة الأذن لجهاز taVNS. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 3: طرف الأذن الموصلة لأقطاب جهاز taVNS. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 4: مخطط الزيارة الدراسية. عرض الترتيب الزمني للتقييمات التي أجريت في كل زيارة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: تمثيل موضوع خلال جلسة تخطيط كهربية الدماغ باستخدام نظام EGI المكون من 64 قناة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 6: تمثيل موضوع أثناء جلسة EEG بالإضافة إلى تحفيز taVNS. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 7: التوزيع الطبوغرافي. Topoplots ، يوضح التوزيع الطبوغرافي لطاقة ثيتا (1-3.9 هرتز) ، ألفا (8-12.9 هرتز) ، وبيتا (13-29.9 هرتز) (النطاق 35 إلى 44 ديسيبل) (10 × log10 P) ، أثناء تخطيط كهربية الدماغ في حالة الراحة ، في ثلاث لحظات مختلفة: ما قبل التدخل (خط الأساس) ، أثناء التدخل ، وبعد التدخل (بعد). تمثل المناطق الزرقاء نشاطا منخفضا ، وتمثل المناطق الحمراء نشاطا مرتفعا. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| الموافقة والفحص | الاساس | تدخل | ما بعد التدخل | |
| زيارة 1 (عبر الإنترنت) | زيارة 2 | زيارة 2 | زيارة 2 | |
| التركيبه السكانيه | X | |||
| التاريخ الطبي | X | |||
| استمارة الموافقة | X | |||
| جرد بيك الاكتئاب | X | |||
| EHI / SF | X | |||
| اختبار الحمل | X | |||
| بي إم آي إس | X | X | ||
| فاس-ف | X | X | X | |
| تخطيط كهربية الدماغ | X | X | X | |
| ه.ر | X | X | X | |
| QST | X | X | ||
| نجاح استبيان التعمية | X | |||
| وقت الزيارة التقريبي | 60 دقيقة | 60 دقيقة | 60 دقيقة | 30 دقيقة |
الجدول 1: مخطط التقييمات. يشير الحرف "X" إلى أن الإجراءات قد تمت في كل زيارة من الزيارات.
| متغير | البيانات الديموغرافية | الاساس | أثناء التدخل | بعد التدخل |
| العمر (سنوات) | 69 | |||
| جنس | أنثى | |||
| العرق | غير إسباني | |||
| سباق | قوقازي | |||
| المستوى التعليمي | جامعيه | |||
| الألم 60 | 47 | . | 44 | |
| اتس | 3 | . | 1 | |
| الكلفه | 4 | . | 5 | |
| مزاج | -6 | . | 9 | |
| جهد | 5.7 | 6.6 | 6.76 | |
| HRV – HF | 0.046 | 0.066 | 0.584 | |
| HRV – LF | 0.073 | 0.043 | 0.037 |
الجدول 2: البيانات السريرية الممثلة لموضوع واحد.
يبرز تحفيز العصب المبهم عبر الأذن (taVNS) كوسيلة علاجية واعدة لمعالجة العديد من الحالات العصبية والنفسية. تشكل اضطرابات المزاج ، مثل الاكتئاب والقلق ، عبئا صحيا عالميا كبيرا ، خاصة بعد جائحةCOVID-19 19. أظهرت الدراسات الحديثة التي تستكشف taVNS القدرة على تخفيف الأعراض المرتبطة بهذه الاضطرابات.
يلعب العصب المبهم دورا محوريا في محور الدماغ والأمعاء وتنظيم الاستجابات العاطفية20. يعتقد أن تحفيز العصب المبهم من خلال taVNS يعدل نشاط الناقل العصبي ، بما في ذلك السيروتونين والنورادرينالين ، وهما أمران حاسمان في تنظيم الحالة المزاجية. أظهرت التجارب الأولية التي أجريت على أشخاص أصحاء جدوى وسلامة taVNS ، مما يشير إلى إمكاناته كعلاج غير دوائي لاضطرابات المزاج21. علاوة على ذلك ، أظهر التحليل التلوي الأخير أن ما يقرب من 80٪ من الدراسات استخدمت المعلمات المختارة في هذا البروتوكول ، مع عدم الإبلاغ عن أي أحداث سلبية شديدة. كما يشير إلى أن التحفيز الثنائي لا يزيد بشكل كبير من احتمالية حدوث أحداث القلب والأوعية الدموية ولكنه يمكن أن يعزز في الواقع آثار التحفيز المبهم. نتوقع نتائج إيجابية في هذه الدراسة من شأنها أن تعزز الأساس لمزيد من البحث في السكان السريريين ، واقتراح تحفيز ثنائي وتوفير أساس لتطوير بروتوكولات taVNS الفردية لاستهداف مسارات عصبية محددة متعلقة بالمزاج.
وبالمثل ، تشكل حالات الألم المزمن ، مثل الألم العضلي الليفي وآلام الأعصاب ، تحديا كبيرا بسبب خيارات العلاج المحدودة وخطر الاعتماد على المواد الأفيونية. يقدم taVNS بصيص أمل في هذا السيناريو. من خلال تحفيز العصب المبهم ، يمكن أن يؤدي taVNS إلى إطلاق المواد الأفيونية الداخلية وتثبيط إشارات الألم من خلال مسارات الألم التنازلية22. كشفت الدراسات السابقة التي شملت أشخاصا أصحاء عن إمكانات taVNS في الحد من إدراك الألم التجريبي23 ؛ ومع ذلك ، فإن النتائج لا تزال غير حاسمة. في الدراسات المستقبلية ، سنقوم بتقييم خصائص معالجة الألم للأشخاص الأصحاء من خلال مجموعة شاملة من الاختبارات الحسية ، مما يوفر خطوة أولية حاسمة في التحقق من صحة بروتوكولاتها.
الحد من طريقة الدراسة الحالية هو عدم وجود المزيد من جلسات التدخل وتقييمات المتابعة. لذلك ، لا يمكن قياس حجم التأثير في فترة طويلة الأجل. أيضا ، تقتصر هذه الدراسة على الأشخاص الأصحاء ، مما يعني نتائج مختلفة إذا تم اختبارها في مجموعات سكانية مختلفة تعاني من أي اضطراب طبي أو.
في الختام ، يحمل taVNS وعدا كبيرا لمعالجة اضطرابات المزاج وحالات الألم المزمن ، من بين أمور أخرى. ستوفر هذه الدراسة نظرة ثاقبة حول السلامة والجدوى والآثار العامة ل taVNS على العمليات الفسيولوجية لإنشاء فهم أساسي لكيفية تأثير taVNS على الآليات الفسيولوجية العصبية ، مما يعزز الثقة في القيمة العلاجية المحتملة للتقنية.
ترتبط H.C. و JS ارتباطا مباشرا بشركة Neurive Co ، وهي شركة تطور تقنيات التعديل العصبي ، مثل taVNS ، لعلاج أمراض الدماغ الشائعة. يتم دعم F.F. من خلال منح المعاهد الوطنية للصحة وكذلك الاستشارات من Neurive. تلقى مستشفى سبولدينغ لإعادة التأهيل هدية كبيرة من شركة Neurive، Co.، Ltd. ، الراعية للدراسة. وجرى استعراض المصلحة المالية وإدارتها وفقا لسياسات تضارب المصالح التي اتبعها ماس جنرال بريغهام، مالك الصحة الجنسية والإنجابية.
المؤلف ممتن لفريق البحث (ماريا فرناندا أندرادي ، أليسون كيم ، روبن هيملز).
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| الذراع المفصلية | الجيوديسية الكهربائية ، Inc. | 20090645 | |
| شامبو الأطفال | Dynarex | 1396 | |
| Charge Cable | NEURIVE Co. | HV12303003 | |
| كمبيوتر | Apple | YM92704U4PC | |
| Condutive Eartip | Co. | HV12303003 | |
| شركة إيرسيت | نيوراف | HV12303003 | |
| EEG 64 قناة | الجيوديسيا الكهربائية، وشركة | H11333 | |
| مستشعر معدل ضربات القلب | M311370175396 | القطبية | |
| Dell | REVA01 | ||
| صافي أمبير 300 | الجيوديسية الكهربائية، Inc. | A09370244 | |
| بلتيير ثيرمود | الأنظمة الطبية المتقدمة ، رمات يشاي ، | ||
| كلوريد البوتاسيوم (الجاف) | الجيوديسية الكهربائية ، Inc. | منصة 820127755 | |
| Rally | Mass General Brigham Research | عبر الإنترنت | |
| Research Research Electronic Data Capture (REDCap) | منصة برمجيات Vanderbilt | ||
| إلى الويب Thermosensory Stimulator | Medoc Ltd | 1241 | |
| محفز العصب المبهم عبر الأذن | NEURIVE Co. | HV12303003 |
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن