Stimolazione transcranica di direct current per i giocatori online
9 novembre 2019
Presentiamo un protocollo e uno studio di fattibilità per l'applicazione della stimolazione transcranica a corrente diretta (tDCS) e della valutazione del neuroimaging nei giocatori online.
Il nostro protocollo utilizza una tecnica di modulazione cerebrale non invasiva chiamata stimolazione della corrente continua transcranica, o tDCS, per ridurre l'uso del gioco online. tDCS è semplice, sicuro ed economico da somministrare, rispetto ad altre tecniche di stimolazione cerebrale. Usiamo anche la neuroimaging per valutare i cambiamenti cerebrali legati alla stimolazione.
Dopo aver reclutato sia il gioco online che le persone che giocano non online, spiega ad ogni partecipante l'obiettivo dello studio, le principali procedure sperimentali e tutti i potenziali rischi associati alla partecipazione allo studio. Dopo aver risposto a qualsiasi domanda, ottenere il consenso scritto. Chiedi a ciascun partecipante di compilare questionari, come il test sulla dipendenza da Internet e la scala di autocontrollo breve;
Per eseguire una scansione PET FDG, iniettare a ciascun partecipante da 185 a 222 megabecquerel di FDG;e far riposare i partecipanti per 45 minuti, in posizione supina, in una stanza buia e silenziosa, con gli occhi chiusi, per consentire l'assorbimento degli FDG. Al termine del periodo di assorbimento, utilizzare uno scanner PET/CT per acquisire immagini a emissione transassiale e immagini CT in circa 15 minuti, applicando tecniche standard di correzione, filtraggio e ricostruzione dell'attenuazione. Entro una settimana dalla valutazione di base, seduti il partecipante su una sedia nella sala esami e imposta i parametri del dispositivo tDCS per aumentare fino a 2 milliampere in 30 secondi.
Rimanere a questa corrente per 29 minuti prima di tornare a zero milliarti negli ultimi 30 secondi. Posizionare un cappuccio della testa, costruito secondo il sistema Internazionale 10-20, sulla testa del partecipante e contrassegnare la corteccia prefrontale dorsolaterale sinistra in F3 e la corteccia prefrontale dorsolaterale destra in F4. Dopo aver rimosso il cappuccio della testa, posizionare due elettrodi di spugna nei supporti di gomma della fascia tDCS e immergere gli elettrodi con soluzione salina. Rimuovere qualsiasi trucco, sporco o sudore dal cuoio capelluto in cui verranno applicati gli elettrodi e posizionare la fascia sulla testa del partecipante, con l'elettrodo anodale su F3 e l'elettrodo catodale su F4. Quindi utilizzare il cavo per collegare gli elettrodi al dispositivo tDCS.
Accendere il dispositivo e chiedere al partecipante di segnalare eventuali effetti negativi durante o dopo la sessione tDCS. Alla fine della stimolazione di 30 minuti, spegnere il dispositivo e rimuovere gli elettrodi dal partecipante. Entro una settimana dall'ultima sessione, somministrare gli stessi questionari e acquisire una scansione FDG-PET post-trattamento.
Per la pre-elaborazione dei dati di imaging, utilizzare un pacchetto software appropriato per convertire i file DICOM in file NIfTI e normalizzare spazialmente tutte le immagini PET nel modello PET standard. Dopo aver creato maschere binarie per le cortici prefrontali dorsolaterali sinistra e destra, utilizzare le maschere per estrarre il tasso metabolico cerebrale regionale di glucosio delle cortici prefrontali dorsolaterali sinistra e destra. Quindi calcolare l'indice di asimmetria del tasso metabolico cerebrale regionale di glucosio nella corteccia prefrontale dorsolaterale.
Un indice positivo indica una asimmetria destra maggiore di quella sinistra del metabolismo del glucosio. In questa analisi rappresentativa, sono stati reclutati un totale di 15 giocatori e 10 non giocatori. Le sessioni tDCS hanno abbassato con successo il punteggio del test di dipendenza da Internet e le ore settimanali trascorse a giocare, e migliorato il punteggio Brief Self Control Scale nei giocatori.
Una significativa correlazione negativa è stata trovata anche tra i cambiamenti nel punteggio del test di dipendenza da Internet e i cambiamenti osservati nel punteggio Brief Self Control Scale nei giocatori. L'analisi pet ha rivelato che l'indice di asimmetria della corteccia prefrontale dorsolaterale era significativamente diverso tra il gruppo di giocatori e il gruppo non giocatore al basale. In particolare, a seguito delle sessioni tDCS, l'indice di asimmetria della corteccia prefrontale dorsolaterale nel gruppo dei giocatori è stato significativamente diminuito.
Durante l'esecuzione di questa procedura, è importante assicurarsi che i parametri siano impostati correttamente e che gli elettrodi siano posizionati con precisione sul sito di stimolazione. TDCS attivo può essere paragonato a Sham tDCS per convalidarne l'efficacia. Inoltre, altri metodi di neuroimaging, come fMRI, possono essere utilizzati per valutare i cambiamenti cerebrali.
Questi protocolli possono essere adattati per esplorare nuove opzioni di trattamento o altri disturbi psichiatrici o neurologici.
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Panoramica
Questo studio presenta un protocollo per l'uso della stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS) per ridurre l'utilizzo dei giochi online, insieme a valutazioni mediante neuroimmagini. L'approccio è non invasivo, semplice ed economico rispetto ad altre tecniche di stimolazione cerebrale.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Neuroscienze
- Scienze del Comportamento
- Neuroimaging
Sfondo
- La stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS) è una tecnica non invasiva di modulazione cerebrale.
- È stato dimostrato che la tDCS influisce sulle funzioni cognitive e comportamentali.
- La dipendenza dal gioco online è una preoccupazione crescente nella società moderna.
- Le neuroimmagini possono aiutare a valutare i cambiamenti cerebrali associati alla stimolazione.
Scopo dello studio
- Valutare la fattibilità dell'uso della tDCS per ridurre l'utilizzo dei giochi online.
- Valutare i cambiamenti cerebrali associati alla tDCS mediante neuroimmagini.
- Raccogliere dati sulle abitudini di gioco e sui livelli di dipendenza tra i partecipanti.
Metodi Utilizzati
- Reclutamento di giocatori online e non online.
- Procedura di consenso informato, compresa la spiegazione degli obiettivi e dei rischi dello studio.
- Somministrazione di questionari come il Test per la Dipendenza da Internet.
- Valutazioni di neuroimmagini per analizzare i cambiamenti cerebrali.
Risultati principali
- I partecipanti hanno riportato il numero medio settimanale di ore dedicate al gioco.
- Sono stati raccolti dati sui livelli di dipendenza dal gioco mediante questionari.
- I risultati delle neuroimmagini hanno indicato modifiche nell'attività cerebrale dopo la stimolazione.
- È stata dimostrata la fattibilità dell'applicazione della tDCS in questo contesto.
Conclusioni
- La stimolazione cerebrale transcranica a corrente continua è un metodo praticabile per ridurre l'utilizzo dei videogiochi online.
- Le tecniche di neuroimaging possono valutare efficacemente l'impatto della stimolazione cerebrale transcranica a corrente continua sul cervello.
- Lo studio fornisce le basi per ulteriori ricerche in questo campo.
Domande Frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Questo protocollo dimostra un approccio di neuromodulazione non invasiva con letture di neuroimaging per valutare l'attivazione del bersaglio e gli esiti comportamentali in un modello di dipendenza digitale. L'integrazione della tDCS con la FDG-PET consente una misurazione quantitativa dei cambiamenti metabolici cerebrali regionali, supportando una riduzione del rischio meccanicistica nella validazione precoce dei bersagli per indicazioni neuropsichiatriche. I dati sulla fattibilità forniscono una base per valutare la tDCS come strumento per modulare i circuiti corticali prefrontali coinvolti nel controllo degli impulsi e nella elaborazione della ricompensa.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo di Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Indaga il ruolo causale dell'asimmetria della corteccia prefrontale dorsolaterale nei fenotipi comportamentali correlati al gioco d'azzardo attraverso una neuromodulazione mirata.
- Valore operativo: Consente il monitoraggio longitudinale di cambiamenti neurochimici e clinici mediante indici standardizzati di asimmetria FDG-PET.
- Valore predittivo: Supporta la verifica di ipotesi su bersagli corticali prefrontali per la modulazione di comportamenti compulsivi e deficit del controllo inibitorio.
Sviluppo di screening e saggi
- Prontezza del saggio: Stabilisce un flusso di lavoro riproducibile per quantificare l'asimmetria del tasso metabolico cerebrale regionale del glucosio come biomarcatore farmacodinamico.
- Scalabilità: Utilizza un posizionamento standardizzato degli elettrodi (F3/F4) e protocolli FDG-PET adatti ad adattamenti multi-sito.
- Output quantitativo: Genera misurazioni continue dell'indice di asimmetria, consentendo confronti statistici tra stati pre- e post-intervento.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Rilevanza per la Patologia: Modella un fenotipo di dipendenza comportamentale con parallelismi clinici nei disturbi del controllo degli impulsi, supportando la validazione di bersagli in indicazioni neuropsichiatriche.
- Continuità Traducibile: Collega gli effetti della neuromodulazione a modifiche misurabili del metabolismo cerebrale, facilitando l'estrapolazione a studi clinici su dosaggio e interazione con il bersaglio.
- Avanzamento Basato sul Rischio: Fornisce dati di fattibilità per orientare decisioni di proseguimento o interruzione verso ulteriori studi controllati con placebo in indicazioni correlate alla dipendenza.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il metodo si inserisce nel percorso della scoperta precoce consentendo la verifica di ipotesi sui bersagli attraverso neuromodulazione e neuroimaging, sostenendo il passaggio dall'identificazione del bersaglio all'ottimizzazione del composto leader nello sviluppo di farmaci per disturbi neuropsichiatrici.
- Biologia della scoperta: Supporta l'analisi della funzione della corteccia prefrontale dorsolaterale nel regolare il comportamento legato al gioco d'azzardo e l'autocontrollo attraverso una modulazione metabolica asimmetrica.
- Screening: Fornisce letture neuroimaging standardizzate e quantificabili (indice di asimmetria FDG-PET) adatte alla valutazione dell'interazione con il bersaglio in diverse condizioni di intervento.
- Analisi: Genera calcoli dell'indice di asimmetria che permettono il confronto statistico delle variazioni metaboliche cerebrali regionali tra gruppi e nel tempo.
- Ricerca traslazionale: Collega la neuromodulazione della corteccia prefrontale agli esiti comportamentali, sostenendo la qualificazione di biomarcatori per indicazioni neuropsichiatriche.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce una piattaforma riutilizzabile di neuromodulazione e neuroimaging applicabile ad altri modelli di controllo degli impulsi o comportamenti compulsivi.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Fornisce un'analisi meccanicistica della disregolazione della corteccia prefrontale nelle dipendenze comportamentali, riducendo l'ambiguità nella validazione degli obiettivi.
- Valore operativo: Utilizza una stimolazione transcranica a corrente diretta (tDCS) sicura ed economica e la PET con FDG ampiamente disponibile per studi di neuromodulazione riproducibili e scalabili.
- Valore strategico: Permette una priorizzazione degli obiettivi basata sui dati, collegando la neuromodulazione a modifiche cerebrali e comportamentali quantificabili.
- Impatto sul portafoglio: Sostiene investimenti ponderati rispetto al rischio su bersagli della corteccia prefrontale, dimostrando la fattibilità dell'interazione con il bersaglio e della modulazione comportamentale.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze nell'uso di dispositivi di neuromodulazione, nel posizionamento degli elettrodi secondo il sistema 10-20 e nelle procedure di imaging con FDG-PET.
- È subordinato all'accesso a scanner PET/TC, alla produzione del radiofarmaco (FDG) e a software standardizzati per l'analisi delle immagini, necessari per il calcolo dell'indice di asimmetria.
- Necessita di una standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro in neuroscienze, imaging e valutazione comportamentale, per garantire un'esecuzione coerente del protocollo.
- Comporta la necessità di adattamenti per diverse popolazioni target, parametri di stimolazione e endpoint di neuroimaging diversi dal FDG-PET.
- È limitato dal disegno dello studio di fattibilità in aperto; sono necessari studi controllati con placebo per stabilire l'efficacia e escludere effetti placebo.
