歴史的に過小評価されてきたマイノリティによく見られる髪のタイプは、経頭蓋磁気刺激法(TMS)に干渉するようです。ここでは、TMSを改善するヘアブレイディング法(The Sol Braiding Technique)について説明します。
歴史的に過小評価されてきたマイノリティによく見られる髪のタイプは、経頭蓋磁気刺激法(TMS)に干渉するようです。ここでは、TMSを改善するヘアブレイディング法(The Sol Braiding Technique)について説明します。
経頭蓋磁気刺激法(TMS)は、治療目的と研究目的の両方で神経科学で頻繁に利用される技術です。TMSは、大うつ病の治療などの重要な医療サービスを提供し、ほぼすべての研究施設で不可欠です。TMSは頭皮の配置に依存しているため、毛髪は標的部位までの距離にばらつきがあるため、効果に影響を与えると考えられています。さらに、マイノリティの人に多く見られる髪の質感や長さは、高品質なデータの収集に大きな課題をもたらす可能性があると推測されます。ここでは、TMSが特に歴史的に過小評価されてきたマイノリティグループにおいて、髪の毛の影響を受ける可能性があることを示す予備データを紹介します。
ここでは、ソル編組アプローチを、TMSのばらつきを減らす、習得しやすく、すぐに実装できる手法として紹介します。9人の参加者を比較すると、Sol法は運動誘発電位(MEP)の強度と一貫性を有意に増加させることがわかりました(p < 0.05)。Solアプローチは、コイルと頭皮の直接的な接触を妨げる物理的な毛髪のバリアを取り除くことにより、TMSの送達を強化します。その結果、MEPのピーク振幅とMEP曲線下面積(AUC)が増加することが示されました。これらのデータは予備的なものですが、神経科学の多様性に対処するための重要なステップです。これらの手順は、編組の専門家ではない人のために説明されています。
神経科学研究は、その性質上、脳機能、神経障害、精神疾患を理解するためのパラダイムシフトとイノベーションを伴います1。多くの進歩にもかかわらず、神経科学の分野はいくつかの面で不十分です。例えば、研究者の数だけでなく、研究における被験者や患者の代表性にも人種的な格差が存在します。マイノリティグループの多くの過小評価された人々が実験や臨床研究に欠席しています2。2019年9月から10月にかけての頭皮ベースの脳波に関する査読付き論文81件のうち、マイノリティの個人を含むサンプルがあることを具体的に示したのは5件のみでした。さらに、最近の研究では、過小評価されているマイノリティグループの個人がしばしば誤診されたり、研究者を信頼できなくなったりしていることが示されました。Assariらは、医療コミュニティ、特に白人の医学生と研修医の半数が、アフリカ系アメリカ人は白人よりも皮膚が厚いと信じており、それが彼らの医学的判断と治療戦略に影響を与えていることを発見しました3,4。マイノリティの参加者からのデータがないため、研究結果は一般化できず、マイノリティの人口に格差があることを示しています。治験集団が医薬品または医薬品を使用する患者を代表し、結果が一般化可能であることを確認するために、臨床試験には多様な参加者グループを含める必要があります5。
頭皮に基づく神経科学にとって興味深いのは、過小評価されているマイノリティの髪によく見られる独特の形状、厚さ、スタイリング、密度です。例えば、毛包の形は、アフリカの髪を際立たせる特徴の一つです。アフリカの髪は、より小さく、より楕円形で、平らな毛包から来ていますが、白人とアジアの毛包はより円形で大きいです6。マイノリティが髪を洗うと髪がカールしてしまい、研究者の実験が難しくなります。マイノリティグループは、頭皮ベースのイメージングを受ける前に、ヘアケア製品を使用して髪を洗ってまっすぐにすることを勧められることがありますが、そうするとデータの精度に影響を与える可能性があります。マイノリティグループの参加者がボランティアをする人が少なく、マイノリティグループのデータが品質が低いために破棄される可能性があるため、データが歪んでいます。さらに、彼らの典型的なヘアスタイル(コーンロウや三つ編みなど)のために、マイノリティ化された個人は、採用して維持するのが難しいと認識されることがあります2。Rosenらは、過小評価されたマイノリティの個人が着用するスタイルであるドレッドヘアを着用し、自発的な発話で流暢さを示さなかったアフリカ系の男性を研究しました7。彼は、頭皮ベースの画像診断による治療を受けたいと考えていました。なぜなら、その有効性に関する新たな証拠があり、忍容性も高いからです。
頭皮をベースとしたイメージング技術として広く用いられているのが、経頭蓋磁気刺激法(TMS)です。TMSは、脳活動の局所的な増加を誘発するために非侵襲的な方法で使用される表面ベースのイメージング技術です。ヒトの脳におけるニューロン活動を制御する能力により、TMSは実験的神経科学と治療的神経科学の両方にとって重要なツールとなっている8。標準的な安全上の推奨事項を設定するために、運動閾値(MT)のパーセンテージとして表される場合、TMS強度は、任意のコイル形状または種類の刺激装置9で使用できる、適用された刺激の一般化可能な指標を提供する。MTの決定に使用される運動誘発電位(MEP)は、皮質興奮性の尺度にもなり得、これはヒトの運動皮質10,11,12,1,3,14,15,16上のTMSによって誘発されます。TMSは運動皮質に送達され、反対側の領域で活性化を引き起こします。通常、刺激ターゲットは運動皮質で見つけるのが難しくなく、電極を取り付けたり、手や指の反応を視覚的に監視したりするのも簡単であるため、手の領域がターゲットになります。モーター出力を制御するメカニズムは、MEPを使用してより完全に理解できます。MEPはMTの個人差を測定するために使用されるため、現在では実質的にすべてのTMSアプリケーションの一部となっています。一般的に、MTの一部の側面を測定せずにTMSを活用することは危険です。TMSが適切なMTを超えて送達されると、発作を引き起こす可能性があります。TMSがMT未満で送達されると、結果が減少するか、または存在しない可能性があります(つまり、標的ニューロンが脱分極しない可能性があります)。また、正確なMTレポート作成は、研究の比較にも重要です。例えば、私たちの研究室の多くの研究では90%の値を使用しており、110%を適用するとより大きな効果が得られる可能性があることを他の研究者に伝えています。
Stokesらは、標的領域と刺激コイルとの間の異なる距離を調べ、その後、距離と個人のMT 8,17との間に直接的な線形関係があることを発見しました。したがって、マイノリティグループ、つまり太い天然毛の一部のグループは、MT/MEP測定の精度が低い可能性があります。出版された著者のTMSコミュニティを対象とした調査では、「髪の毛はインピーダンスに関与していますか?」などの自由回答形式の質問をしたところ、その分野の専門家が次のように答えたことがわかりました。髪を脇に動かしたり、圧縮したり、など。私たちはその接触を埋めるためにゲルを使用しようとしますが、できることは多くありません。」「髪の毛が厚いと、接触も難しくなります。上記と同じ」;「髪の毛が多いと刺激が難しくなります。特に、コイル18との頭皮の良好な接触を妨げる場合。髪の毛が密集していると、TMSコイルと頭皮との接触が難しくなり、接触が最小限に抑えられ、信号が妨げられます。これまでの研究では、太くて粗い髪を三つ編みにすると、頭皮ベースのイメージングのインピーダンスが低下することが示されています6。Etienneらは、粗い髪または巻き毛の特性を利用して、参加者の髪をコーンロウに編むと、EEGを使用するときに信号の完全性が維持されることを発見しました。
私たちは、過小評価されているマイノリティの髪を管理するためのソリューションを提供するために、Sol「Sun」メソッドを導入しています。彼らの髪の毛の太さと粗さから、過小評価されているマイノリティに一般的に見られる髪の毛は、髪の毛を保護し(つまり、剃らない)、長期的な測定を可能にするため、この手順によりよく反応すると予測しました。これらの方法は、教えたり、学んだり、実行したりするのが簡単です。追加の機器は必要ありません。安全上のリスクを増大させないでください。参加者の自然な髪を尊重し、尊重します。また、以前は頭皮ベースの技術に落胆していた可能性のある参加者(および研究者)の誇りを促進します。
ここで紹介する研究は、2001年に開始され、2023年まで毎年更新されるモントクレア州立大学の治験審査委員会(IRB)委員会によって承認されました。すべての参加者は、アメリカ心理学会の倫理ガイドラインの範囲内で治療されました。一般的な安全手順が守られました。たとえば、モントクレア州立大学の一般集団から、チラシや口コミを使用して9人の成人を募集しました。すべての被験者は、Wasserman19 によって定められた TMS ガイドラインを使用して直接スクリーニングされました。参加者には、研究への登録に対して25ドルが補償され、すべての被験者は、地元の治験審査委員会(IRB)が定めた基準内で、ヘルシンキ宣言に従って治療されました。書面によるインフォームド コンセントは、すべての参加者と、ヒスパニック系またはアフリカ系アメリカ人であると特定されたすべての被験者から得られました。
1. 背景と10/20転送
注:TMSの場合、追加の機器は必要ありません(つまり、ラボはこれらすべての消耗品を簡単に持っている必要があります)。
2.TMS機器の取り扱い
3.編んでいない髪の運動閾値
4.ソル
5.編みこみの髪のモーターしきい値
70mmの8の字型コイルを備えたTMSシングルパルスデバイスをすべての刺激セッションに使用しました。MEPは、ローカルコンピュータにインストールされた標準のアンプとソフトウェアを使用して取得しました。すべてのMEPは、Abductor Pollicis Brevis筋(APB)を標的とする3つの電極を取り付けることによって得られました。検証された主な仮説は、ソル法は編んでいない髪と比較してより大きな振幅とAUCを生成するというものでした。これを行うために、別々の2 x 9(事前/事後x被験者)テストを使用してANOVAを使用しました。編組後は、編組なしの場合と比較して、振幅とAUCが大きくなると予測しました。また、各参加者の30件の試験にわたるばらつきを調べ、Sol法がばらつきを減少させると予測した。
最初に、TMSトリガー後100ミリ秒で1,000Hzでサンプリングする30のTMSパルスに対して、Pre/PostとSubjectを要因として使用して、2 x 9反復測定ANOVAを実行しました。サンプルは小さいため、これらの結果の解釈には注意が必要であることに注意してください。Kolgoromov-Smirnov検定を使用して、データが正規分布していることがわかりました(すべてのpが.05>)。ピーク振幅については、全体的な交互作用がないことがわかりました(F(8,232)= 1.82、p = 0.08)。次に、Pre/Postの主効果を調べたところ、有意差(F(1,29)= 8.70、p = 0.006)があり、Post振幅がPreよりも116.99%高いことがわかりました。被験者は有意であったが(F(8,232) = 2.41, p = 0.016)、我々は三つ編みが違いを生む被験者の数に興味を持っていた。振幅は7/9被験者で増加し、3被験者では、前後差が有意であることがわかりました(t(8)、被験者あたりのp= 0.01、0.01、0.02、0.12、0.55、0.60、0.71、0.76、0.81; 図 5)。
AUCについても同様の2 x 9のANOVAを実行しました(図5)。交互作用はありませんでした(F(8,232)= 1.30、p = 0.24)。有意な前後差がありました(F(1,29)= 7.39、p = 0.01)。ポストAUCは、プレAUCよりも108.12%大きかった。また、被験者の有意差もありました(F(8,232)= 2.47、p = 0.01)。7/9ではAUCが増加し、2ではPre/Post差が有意であった(t(8)、被験者1人当たりのp=0.01、0.04、0.10、0.11、0.48、0.71、0.86、0.87、0.96)。
振幅の変動性を分析すると、有意でない交互作用があることがわかりました(F(8,232)= 1.41、p = 0.19; 図 5)。Pre/Postスコアを見ると、ばらつきが少ない傾向がありました(F(1,29)= 2.81、p = 0.10)。編組後、ばらつきは10.36%減少しました。被験者(F(8,232)=1.26、p=.27)には有意な影響はありませんでした。AUCのばらつきを解析したところ、有意な交互作用は認められませんでした(F(8,232)=1.28,p=0.25)。事前/事後(F(1,29)= 0.98、p = 0.33)および被験者(F(8,232)= 1.06、p = 0.39)も有意ではなかった。これらのデータは、いくつかの重要な発見と傾向を示しています。振幅とAUCの増加は、モーター閾値(つまり、MEPを誘発するために必要なTMSのレベル)が適切な編組によって減少する可能性が高いことを示しています。コーンローイングは、ばらつきが減少したため、信頼性も向上しました(ただし、それほど大きくはありません)。最後に、信号強度が増加するため、臨床応用がより効果的になる可能性がありますが、この主張は非常に推測的です。

図1: スクリーニング。 患者の安全を確保するために使用される典型的なスクリーニング。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2:副作用。 TMSの前後の潜在的な問題を監視します。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図3:曲線の違いの比較。 左のサンプルは、より広い曲線(より長い直径)を表しています。これにより、全体的な髪の密度が低下します。右側では、「タイト」です。カーブは、全体的に髪の毛が太くなる傾向があります。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図4:Sol法(A)管理可能なストランドを目標点から引き離す。(B-D)プログレッシブコーンローイングは、明確なパターンが現れるように提示されます。より良い運動誘発電位と(E)空いたターゲットを達成するためには、髪の毛が頭皮(コーンロウ)で平らになるように三つ編みにすることが重要です。ヘアの任意の側のマーク ポイントから始めて、ヘアの塊を分離します。その部分を使用して、髪を垂直にさらに3回「塊」に分け、コーンローを開始します。コーンローするには、左の髪の部分を左手、右の部分を右手に置きます。中央部を頭皮に平らに置きますが、片手または両手の人差し指を使用して、中央部を押し下げます。右側の部分の髪の毛をつかんで中央の部分を越え、中央と左の部分の間に置きます。次に、左側のセクションで同じことを行い、中央のセクションを超えます。髪の毛の一部を一度に1つずつつかみ続け、中央のセクションを越えます。その際、頭皮を下る部分の横の髪の毛も追加します。髪の毛の部分が完成するまでこれを続け、髪が頭皮に付着することを確認します。髪の毛の部分を分けてコーンローイングするのと同じ方法を続け、「太陽」が作成されるまで、マークされた髪のポイントを回します。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図5:振幅、曲線下面積、および3つのサンプルのモーター前後の誘発電位。 9人の参加者全員のデータは、Sol法による編組の前と後で提示されます。M1に送達された30個のTMSパルスを示しています。Pre/Postを結ぶ線は、各サンプルの平均です。略語:TMS = 経頭蓋磁気シミュレーション。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図6:MEPのサンプル。 編組後、MEPは一貫性と堅牢性を備えている必要があります。 略語:MEPs = モーター誘発電位。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
コーンロウは、TMSコイルの角度(45°など)に干渉してはなりません。その場合は、この問題を軽減するためにコーンロウの1つをやり直す必要があるかもしれません。正しく行われれば、MEPは一貫性を保つことができます(図6)。
巻き毛や粗い髪の特性を利用することにより、この編組方法はTMS信号の完全性を維持します。この研究では、MEPサイズを大幅に増加させることができ、一貫性の増加傾向が見つかりました。これらのデータには意味があり、将来の編組研究に役立つと信じています。ほとんどの新しい技術と同様に、私たちはこの分野の他の技術からの進歩を信じ、奨励しています。
過小評価されているマイノリティの個人が臨床研究に参加するのは、髪の毛が原因で、神経調節シグナルに影響を与える可能性があるからです。さらに、髪の毛が太いTMSを受けている人は、不適切なレベルのTMSを受けている可能性があります。これは安全性の懸念を引き起こすだけでなく、有効性の問題も提起されます。
データは収集されていませんが、参加者が自分たちが示された敬意に感謝し、「『髪を敬う』ことに感謝します」というコメントが含まれていることがわかりました。したがって、付随的な利点には、研究または臨床環境の改善が含まれます。練習は、地域ごとに約3〜6分に時間を短縮します。したがって、2つの領域(標的領域と運動閾値領域-M1)が分離されている典型的な臨床大うつ病性障害セッションでは、6〜12分が治療に追加されます。
今回の研究では、人種的・民族的マイノリティ集団の人々にとっての潜在的な利益がさらに特定されており、この分野を多様化するためのさらなるエビデンスに基づくアプローチを追求する動機付けとなるはずだと考えています。これらの将来の研究には、多様性を高め、科学研究の厳密さを向上させるために、他の技術を再検討することが含まれることを願っています。
今後の研究では、さまざまなタイプのTMS(rTMS、ペアパルスなど)、EEG、または任意の脳刺激技術と、それらを現在、過小評価されている集団でどのように使用できるかを検討する必要があります。今後の研究では、対照集団を含め、ニューロナビゲーションとより大きなサンプルを採用すべきである。頭皮を露出させる編み込み方法を作ることで、これらの脳刺激技術や技術が向上したのではないかと思います。さらに、これらの同じ技術が過小評価されたマイノリティ21にどのように失敗したかを研究者に調べるよう促すことを望んでいます。私たちの仕事は予備的なものであることを認識していますが、データは迅速に普及するために重要であると信じています。
著者は、宣言する利益相反を持っていません。
LSAMP(Louis Stokes Alliance for Minority Participation)、Wehner、The Crawford Foundation、Kessler Foundationの支援に感謝しています。
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