Psychophysikalisch-verankert, Robust Thresholding bei der Untersuchung schmerzbezogenes Lateralisa von Oszillierende Prästimulus Aktivität

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, eine robuste Abschätzung der individuellen Schmerzschwellen unter Verwendung einer etablierten psychophysischen Schätzmethode zu erhalten. Diese Methode kann helfen, Schlüsselfragen im Bereich der Schmerzforschung zu beantworten, wie z.B. die Identifizierung oszillatorischer neuronaler Aktivität, die mit der subjektiven Wahrnehmung von Schmerz und ständiger Stimulation verbunden ist. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie sehr robuste Schätzungen der Stimulationsintensität liefert, die erforderlich ist, um eine bestimmte subjektive Empfindung hervorzurufen.

Beginnen Sie mit der Auswahl der geeigneten Kappengröße für den Teilnehmer. Und bereiten Sie die Elektroenzephalographie oder EEG-Elektroden auf der Grundlage der Bedienungsanleitung des Systems vor. Stellen Sie dann die Abtastrate und den High-Low-Cut-Off sowie die Impedanzgrenzen des Aufnahmegeräts ein.

Lassen Sie das EEG-System mit einer Batterie laufen, um sicherzustellen, dass das Stimulationsgerät und das EEG nicht elektrisch gekoppelt sind. Stellen Sie dann sicher, dass jede Verbindung zwischen dem EEG-System und dem Computer, der das Elektrostimulationsgerät steuert, potentialfrei ist. Stellen Sie als Nächstes den Stimulator auf einen einzelnen monophasischen Stimulationsimpuls mit einer Dauer von einer Millisekunde und einer maximalen Spannung von 400 Volt ein.

Stellen Sie sicher, dass der elektrische Stimulator eingeschaltet ist, aber der Ausgang zur Elektrode ausgeschaltet ist. Bitten Sie dann den Teilnehmer, seine Hand auf eine ebene Fläche zu legen, wobei alle Finger ausgestreckt und gegenüberliegend sind. Identifizieren Sie die Stimulationsstelle, indem Sie den Abstand zwischen den ersten Knöcheln des Daumens und dem Zeigefinger halbieren.

Reinigen Sie die Haut durch Auftragen von Elektrodenvorbereitungsgel. Befestigen Sie dann die Stimulationselektrode und befestigen Sie sie mit Textilband. Bitten Sie dann den Teilnehmer, seine Hand bequem zu platzieren, so dass sie für die Dauer des Experiments still bleibt.

Legen Sie ein weiches Taschentuch unter die Hand, um die Feuchtigkeit aufzunehmen. Drehen Sie abschließend den Ausgangsschalter in die obere Position. Beginnen Sie damit, den Teilnehmer zu instruieren, wie er die Bewertungsskala auf dem Bildschirm mit der Maus bedienen kann.

Informieren Sie sie, die linke Hälfte repräsentiert die nicht schmerzhaften Empfindungen und die rechte Hälfte entspricht der Standard-Schmerz-VAS-Skala. Weisen Sie den Teilnehmer darauf hin, dass der absolute Mittelpunkt der Skala nicht ausgewählt werden kann, und geben Sie standardisierte Anweisungen zu den Ankerpunkten. Geben Sie dem Teilnehmer als Nächstes die Möglichkeit, sich mit dem Bewertungsprozess vertraut zu machen, indem Sie Reize unterschiedlicher Intensität anwenden und die Antworten aufzeichnen.

Wählen Sie die Intensitäten nach dem Zufallsprinzip aus, erkunden Sie die extremsten Enden und wiederholen Sie einige, um Reaktionen um die Skalenmitte herum hervorzurufen. Bitten Sie den Teilnehmer, ein mündliches Feedback zu den Intensitäten zu geben. Verwenden Sie die in dieser Phase gesammelten Informationen, um eine Schätzung für zwei Intensitäten zu erhalten, die durchweg starke, aber nicht schmerzhafte Empfindungen hervorrufen, einen Tiefpunkt und mäßig schmerzhafte Empfindungen, einen Höhepunkt.

Nachdem die Startintensitäten des Tiefs und des Höchstpunkts ermittelt wurden, informieren Sie den Teilnehmer, dass der erste Teil des Experiments gleich beginnt und dass er oder sie die Bewertung als Übung fortsetzen kann, während die zufälligen Reizintensitäten präsentiert werden. Um die Schwellenwertschätzung zu bestimmen, verwenden Sie die vorherigen hohen und niedrigen Startintensitäten als Ausgangspunkt. Wenn dem Teilnehmer die Stimulation präsentiert wird, aktualisieren Sie dann die Verteilung der Schwellenwertschätzung, abhängig von der Wahrscheinlichkeit der Reaktion des Teilnehmers.

Berechnen Sie abschließend eine neue Schätzung, indem Sie die A-priori-Likelihood-Verteilungen kombinieren, und verwenden Sie die resultierende Schätzung als neue vorherige Baseline-Schätzung in der neuen Iteration des Verfahrens. Beginnen Sie damit, den Teilnehmer darüber zu informieren, dass für den verbleibenden Teil des Experiments weitere Blöcke mit zufälliger Stimulation folgen werden, und er sollte die Bewertung wie zuvor beibehalten. Starten Sie die EEG-Aufzeichnung.

Stellen Sie den elektrischen Stimulator auf die zuvor ermittelte mittlere Schwellenwertschätzung ein und halten Sie die Einstellung für den Rest des Experiments konstant. Starten Sie anschließend einen Bewertungsblock und beobachten Sie die Datenqualität der EEG-Aufzeichnung. Führen Sie je nach EEG-Datenqualität vier bis fünf Bewertungsblöcke durch und ermöglichen Sie dem Teilnehmer zwischen den Blöcken kurze Pausen.

Stoppen Sie nach Abschluss des Experiments die EEG-Aufzeichnung, schalten Sie den Stimulatorausgang aus und entfernen Sie die Stimulationselektrode. Entfernen Sie abschließend die EEG-Kappe und führen Sie eine Nachbesprechung mit dem Teilnehmer durch. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Verwendung des Mittelwerts der Schätzungen des Ausgangspunkts mit hoher und niedriger Intensität die endgültige Schwellenwertschätzung ergibt.

Darüber hinaus ist die subjektive Stimulationsintensität, die durch wiederholte Stimulation an der Schätzschwelle hervorgerufen wird, über mehrere Blöcke von 30 Versuchen hinweg stabil, jeder innerhalb einer experimentellen Sitzung. Hier sehen Sie die Summe der lateralisierten Unterschiede zwischen schmerzhafter und nicht-schmerzhafter Stimulation im Theta-Band-EEG-Frequenzbereich von vier bis sieben Hertz. Einmal gemeistert, kann dieses Verfahren innerhalb von 40 Minuten abgeschlossen werden, wenn es richtig durchgeführt wird.

Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, daran zu denken, eine breite Palette von Reizintensitäten zu untersuchen, damit die Teilnehmer zuverlässige Schmerzbewertungen abgeben. Mit diesem Verfahren ist es auch möglich, Experimente mit anderen subjektiven Schmerzintensitäten durchzuführen, z. B. mit Werten weit über der Schmerzschwelle. Diese Methode und ihre Derivate werden es den Schmerzforschern ermöglichen, nicht nur die Intensität des präsentierten Stimulus zu steuern, sondern auch die subjektive Empfindung zu berücksichtigen, die vom Teilnehmer wahrgenommen wird.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie eine psychophysische Schätzung der individuellen Schmerzschwelle durchführen und wie Sie diese Technik in Ihren eigenen Experimenten anwenden können. Vergessen Sie nicht, dass bei der Arbeit mit schmerzhafter Stimulation jederzeit darauf geachtet werden muss, dass die Sicherheit des Teilnehmers gewährleistet ist, und dass der Versuch auch von der zuständigen Ethikkommission genehmigt werden muss.