Transkranielle Gleichstromstimulation für Online-Spieler
9. November 2019
Wir präsentieren ein Protokoll und eine Machbarkeitsstudie zur Anwendung der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) und Neuroimaging-Bewertung bei Online-Spielern.
Unser Protokoll verwendet eine nichtinvasive Gehirnmodulationstechnik namens transkranielle Gleichstromstimulation, kurz tDCS, um die Online-Gaming-Nutzung zu reduzieren. tDCS ist einfach, sicher und kostengünstig zu verwalten, im Vergleich zu anderen Gehirnstimulationstechniken. Wir verwenden auch Neuroimaging, um Hirnveränderungen im Zusammenhang mit Stimulation zu bewerten.
Nach der Rekrutierung sowohl Online-Spiel spielen und Nicht-Online-Spiel spielen Einzelpersonen, erklären jedem Teilnehmer das Ziel der Studie, die wichtigsten experimentellen Verfahren, und alle potenziellen Risiken im Zusammenhang mit der Teilnahme an der Studie. Nach Beantwortung von Fragen, erhalten Sie eine schriftliche Zustimmung. Lassen Sie jeden Teilnehmer Fragebögen ausfüllen, wie z. B. den Internet Suchttest und die kurze Selbstkontrollskala, und bitten Sie die Teilnehmer, die durchschnittliche wochenliche Stunden zu melden, die sie beim Spielen verbracht haben.
Um einen FDG PET-Scan durchzuführen, injizieren Sie jeden Teilnehmer mit 185 bis 222 Megabecquerel von FDG; und lassen Sie die Teilnehmer 45 Minuten in einer Supine-Position in einem dunklen und ruhigen Raum mit geschlossenen Augen ruhen, um die Aufnahme der FDG zu ermöglichen. Verwenden Sie am Ende der Aufnahmezeit einen PET/CT-Scanner, um transaxiale Emissionsbilder und CT-Bilder in etwa 15 Minuten zu erfassen, indem Sie Standard-Dämpfungskorrektur-, Filter- und Rekonstruktionstechniken anwenden. Setzen Sie den Teilnehmer innerhalb einer Woche auf einen Stuhl im Prüfungsraum und legen Sie die Parameter des tDCS-Geräts auf bis zu 2 Milliampere über 30 Sekunden fest.
Bleiben Sie 29 Minuten bei diesem Strom, bevor Sie in den letzten 30 Sekunden auf null Milliampere zurückkehren. Legen Sie eine Kopfkappe, die nach dem International 10-20 System konstruiert ist, auf den Kopf des Teilnehmers und markieren Sie den linken dorsolateralen präfrontalen Kortex bei F3 und den rechten dorsolateralen präfrontalen Kortex bei F4. Nach dem Entfernen der Kopfkappe zwei Schwammelektroden in die Gummihalter des tDCS-Stirnbandes legen und die Elektroden mit Salzlösung einweichen. Entfernen Sie Make-up, Schmutz oder Schweiß von der Kopfhaut, wo die Elektroden aufgetragen werden, und legen Sie das Stirnband auf den Kopf des Teilnehmers, mit der Annodalelektrode über F3, und die katahodale Elektrode über F4. Verwenden Sie dann das Kabel, um die Elektroden mit dem tDCS-Gerät zu verbinden.
Schalten Sie das Gerät ein, und bitten Sie den Teilnehmer, eventuelle Nebenwirkungen während oder nach der tDCS-Sitzung zu melden. Schalten Sie am Ende der 30-minütigen Stimulation das Gerät aus und entfernen Sie die Elektroden vom Teilnehmer. Verwalten Sie innerhalb einer Woche nach der letzten Sitzung die gleichen Fragebögen und erwerben Sie einen FDG-PET-Scan nach der Behandlung.
Verwenden Sie für die Vorverarbeitung der Bildverarbeitungsdaten ein geeignetes Softwarepaket, um die DICOM-Dateien in NIfTI-Dateien zu konvertieren, und normalisieren Sie alle PET-Bilder räumlich in die Standard-PET-Vorlage. Nach der Erstellung von binären Masken für die linke und rechte dorsolaterale präfrontale Kortik, verwenden Sie die Masken, um die regionale zerebrale Metabolische Rate der Glukose der linken und rechten dorsolateralen präfrontalen Kortiken zu extrahieren. Dann berechnen Sie den Asymmetrieindex der regionalen zerebralen Metabolischen Rate von Glukose im dorsolateralen präfrontalen Kortex.
Ein positiver Index weist auf eine rechte größere als linke Asymmetrie des Glukosestoffwechsels hin. In dieser repräsentativen Analyse wurden insgesamt 15 Spieler und 10 Nicht-Spieler rekrutiert. Die tDCS-Sitzungen senkten erfolgreich den Wert des Internet-Suchttests und die wöchentlichen Stunden, die für das Spielen von Spielen aufgewendet wurden, und verbesserten die Punktzahl "Brief Self Control Scale" bei Spielern.
Eine signifikante negative Korrelation wurde auch zwischen den Änderungen in der Internet Addiction Test Punktzahl und den Änderungen in der Brief Self Control Scale Punktzahl bei Spielern beobachtet gefunden. Die PET-Analyse ergab, dass sich der Asymmetrieindex des dorsolateralen präfrontalen Kortex zwischen der Gamer-Gruppe und der Nicht-Gamer-Gruppe zu Beginn signifikant unterscheidet. Insbesondere wurde nach den tDCS-Sitzungen der Asymmetrieindex des Dorsolateralen präfrontalen Kortex in der Gamer-Gruppe signifikant verringert.
Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, sicherzustellen, dass die Parameter richtig eingestellt und die Elektroden genau über der Stimulationsstelle positioniert werden. Aktives tDCS kann mit Sham tDCS verglichen werden, um seine Wirksamkeit zu validieren. Auch, andere Neuroimaging-Methoden, wie fMRI, können verwendet werden, um die Veränderungen des Gehirns zu bewerten.
Diese Protokolle können angepasst werden, um neue Behandlungsmöglichkeiten oder andere psychiatrische oder neurologische Störungen zu erforschen.
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Übersicht
Diese Studie stellt ein Protokoll zur Anwendung der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) zur Verringerung der Nutzung von Online-Spielen zusammen mit neurobildgebenden Assessments vor. Der Ansatz ist im Vergleich zu anderen Gehirnstimulationstechniken nichtinvasiv, einfach und kosteneffektiv.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Verhaltenswissenschaft
- Neuroimaging
Hintergrund
- Die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) ist eine nichtinvasive Technik zur Hirnmodulation.
- Es wurde gezeigt, dass die tDCS kognitive und verhaltensbezogene Funktionen beeinflussen kann.
- Die Sucht nach Online-Spielen ist eine zunehmende gesellschaftliche Herausforderung in der modernen Welt.
- Neuroimaging kann helfen, die mit der Stimulation assoziierten Veränderungen im Gehirn zu bewerten.
Zweck der Studie
- Untersuchung der Machbarkeit der Verwendung von tDCS zur Reduzierung der Nutzung von Online-Gaming.
- Beurteilung der durch tDCS bedingten Veränderungen im Gehirn mithilfe von Neuroimaging.
- Sammlung von Daten über Spielgewohnheiten und Suchtgrade der Teilnehmer.
Verwendete Methoden
- Rekrutierung von Online- und Nicht-Online-Gamern.
- Einholung der informierten Einwilligung einschließlich Erläuterung der Studienziele und -risiken.
- Durchführung von Fragebögen wie dem Internet Addiction Test.
- Neurobildgebende Untersuchungen zur Beurteilung von Gehirnveränderungen.
Hauptergebnisse
- Die Teilnehmer gaben ihre durchschnittliche wöchentliche Spielzeit an.
- Es wurden Daten über das Ausmaß der Spielsucht mithilfe von Fragebögen erhoben.
- Die Ergebnisse der Neuroimaging-Untersuchungen wiesen auf Veränderungen der Gehirnaktivität nach der Stimulation hin.
- Die Durchführbarkeit der tDCS-Anwendung in diesem Kontext wurde nachgewiesen.
Schlussfolgerungen
- tDCS ist eine geeignete Methode, um die Nutzung von Online-Spielen zu reduzieren.
- Neuroimaging kann die Wirkung von tDCS auf das Gehirn wirksam bewerten.
- Die Studie schafft eine Grundlage für weitere Forschungsarbeiten in diesem Bereich.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Dieses Protokoll demonstriert einen nichtinvasiven neuromodulatorischen Ansatz mit neurobildgebenden Messgrößen zur Beurteilung der Zielstrukturen und Verhaltensausgänge in einem Modell der digitalen Sucht. Die Kombination von tDCS mit FDG-PET ermöglicht eine quantitative Messung regionaler zerebraler metabolischer Veränderungen und unterstützt die mechanistische Risikominderung bei der frühen Validierung von Zielstrukturen für neuropsychiatrische Indikationen. Die erhobenen Machbarkeitsdaten schaffen eine Grundlage für die Bewertung von tDCS als Instrument zur Modulation präfrontal-kortikaler Schaltkreise, die an der Impulskontrolle und der Belohnungsverarbeitung beteiligt sind.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Untersucht die kausale Rolle der Asymmetrie des dorsolateralen präfrontalen Kortex bei verhaltensbezogenen Phänotypen im Zusammenhang mit Computerspielen durch gezielte Neuromodulation.
- Operationaler Wert: Ermöglicht die langfristige Verfolgung neurochemischer und klinischer Veränderungen mithilfe standardisierter FDG-PET-Asymmetrieindizes.
- Prädiktiver Wert: Unterstützt die Hypothesenprüfung präfrontaler kortikaler Zielstrukturen zur Modulation zwanghafter Verhaltensweisen und Defizite der Selbstkontrolle.
Screening und Assay-Entwicklung
- Assay-Bereitschaft: Etabliert einen reproduzierbaren Workflow zur Quantifizierung der regionalen asymmetrischen zerebralen Glukosemetabolismusrate als pharmakodynamischen Biomarker.
- Skalierbarkeit: Verwendet standardisierte Elektrodenplatzierung (F3/F4) und FDG-PET-Protokolle, die einer Anpassung an mehrere Studienzentren zugänglich sind.
- Quantitative Ausgabe: Erzeugt kontinuierliche Messungen des Asymmetrieindex, die statistische Vergleiche zwischen Zuständen vor und nach der Intervention ermöglichen.
Translationale und präklinische Forschung
- Klinische Relevanz: Modelliert ein Verhaltenssucht-Phänotyp mit klinischen Parallelen zu Impulskontrollstörungen und unterstützt die Zielvalidierung bei neuropsychiatrischen Indikationen.
- Übertragbarkeit: Verbindet die Effekte der Neuromodulation mit messbaren Veränderungen des Hirnstoffwechsels und erleichtert die Übertragung auf klinische Dosisfindungs- und Target-Engagement-Studien.
- Risikoadjustierte Weiterentwicklung: Liefert Machbarkeitsdaten, um Go/No-Go-Entscheidungen für weitere placebokontrollierte Studien bei suchtrelevanten Indikationen zu unterstützen.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die Methode fügt sich in den frühen Entdeckungsprozess ein, indem sie die Überprüfung von Target-Hypothesen durch Neuromodulation und Neuroimaging ermöglicht und somit die Entwicklung von der Target-Identifizierung bis hin zur Leitstruktur-Optimierung in der neuropsychiatrischen Arzneimittelentwicklung unterstützt.
- Entdeckungsbiologie: Ermöglicht die Untersuchung der Funktion des dorsolateralen präfrontalen Cortex bei der Regulierung von Spielverhalten und Selbstkontrolle durch asymmetrische metabolische Modulation.
- Screening: Liefert standardisierte, quantifizierbare neurobildgebende Parameter (FDG-PET-Asymmetrieindex), die zur Beurteilung der Zielstrukturen unter verschiedenen Interventionsbedingungen geeignet sind.
- Analytik: Erstellt Berechnungen des Asymmetrieindex, die statistische Vergleiche regionaler zerebraler Stoffwechselveränderungen zwischen Gruppen und über die Zeit hinweg ermöglichen.
- Translationale Forschung: Verbindet neuromodulatorische Vorgänge im präfrontalen Cortex mit Verhaltensausgängen und unterstützt die Qualifizierung von Biomarkern für neuropsychiatrische Indikationen.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft eine wiederverwendbare Plattform aus Neuromodulation und Neurobildgebung, die auf andere Modelle von Impulskontrollstörungen oder zwanghaftem Verhalten übertragbar ist.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Liefert Einblicke in die Mechanismen einer präfrontalen kortikalen Dysregulation bei Verhaltenssüchten und reduziert die Uneindeutigkeit bei der Zielstruktur-Validierung.
- Operativer Wert: Verwendet sichere, kostengünstige tDCS und weit verbreitet verfügbares FDG-PET für reproduzierbare und skalierbare Neuromodulationsstudien.
- Strategischer Wert: Ermöglicht eine datengestützte Priorisierung von Zielstrukturen, indem Neuromodulation mit quantifizierbaren Veränderungen im Gehirn und im Verhalten verknüpft wird.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt eine risikoadjustierte Investition in präfrontale kortikale Zielstrukturen, indem die Durchführbarkeit einer Zielstruktur-Aktivierung und Verhaltensmodulation nachgewiesen wird.
Durchführungsüberlegungen
- Erfordert Fachkenntnisse in der Bedienung von Neuromodulationsgeräten, der Elektrodenplatzierung nach dem 10-20-System sowie in FDG-PET-Bildgebungsprotokollen.
- Hängt vom Zugang zu PET/CT-Scannern, der Herstellung von Radiotracer (FDG) und standardisierter Bildanalyse-Software zur Berechnung des Asymmetrieindex ab.
- Erfordert eine standardisierte Zusammenarbeit zwischen Neurowissenschafts-, Bildgebungs- und Verhaltensbeurteilungsteams für eine konsistente Durchführung des Protokolls.
- Beinhaltet Anpassungsüberlegungen für unterschiedliche Zielgruppen, Stimulationsparameter und neurobildgebende Endpunkte jenseits der FDG-PET.
- Eingeschränkt durch das offene, machbarkeitsorientierte Studiendesign; placebokontrollierte Studien sind notwendig, um Wirksamkeit zu belegen und Placeboeffekte auszuschließen.
