オンラインゲーマーのための経頭蓋直流刺激
2019年11月9日
オンラインゲーマーに経頭蓋直流刺激(tDCS)と神経イメージング評価を適用するためのプロトコルと実現可能性に関する研究を提示する。
私たちのプロトコルは、オンラインゲームの使用を減らすために、経頭蓋直流刺激(tDCS)と呼ばれる非侵襲的な脳変調技術を使用しています。tDCSは、他の脳刺激技術と比較して、管理するのが簡単で安全で安価です。また、神経イメージングを用いて、刺激に関連する脳の変化を評価します。
オンラインゲームプレイと非オンラインゲームプレイの両方を募集した後、各参加者に研究の目的、主な実験手順、および研究への参加に関連する潜在的なリスクを説明します。質問に答えた後、書面による同意を得てください。各参加者にインターネット依存症テストや簡単な自己制御スケールなどのアンケートに記入してもらい、ゲームの平均週平均時間を報告してもらいます。
FDG PETスキャンを実行するには、各参加者にFDGの185〜222メガベクレルを注入し、参加者はFDGの取り込みを可能にするために、目を閉じて、目を閉じて、より暗い静かな部屋で、より高い位置で45分間休ませます。取り込み期間の終わりに、PET/CTスキャナを使用して約15分でトランスアキシャルエミッション画像とCT画像を取得し、標準的な減衰補正、フィルタリング、再構築技術を適用します。ベースライン評価後1週間以内に、試験室の椅子に参加者を座り、tDCSデバイスのパラメータを設定して、30秒間で最大2ミリアンペアにランプします。
最後の30秒間にゼロミリアンプに戻る前に、この電流に29分間残ります。参加者の頭の上に国際10-20システムに従って組み立てられたヘッドキャップを置き、F3で左側前頭前野をマークし、F4で右側前頭前野をマークします。ヘッドキャップを取り外した後、tDCSヘッドバンドのゴムホルダーに2つのスポンジ電極を置き、生理液で電極を浸します。電極が塗布される頭皮から化粧、汚れ、汗を取り除き、参加者の頭の上にヘッドバンドを置き、F3の上にアノーダル電極を、陰極電極をF4の上に置きます。次に、ケーブルを使用して、電極をtDCSデバイスに接続します。
デバイスの電源を入れ、tDCS セッション中またはセッション後に悪影響を報告するよう参加者に依頼します。30分間の刺激の終わりに、デバイスの電源を切り、参加者から電極を取り外します。前回のセッションから1週間以内に、同じアンケートを管理し、治療後FDG-PETスキャンを取得します。
イメージングデータの前処理には、適切なソフトウェアパッケージを使用してDICOMファイルをNIfTIファイルに変換し、すべてのPET画像を標準PETテンプレートに空間的に正規化します。左右の側頭前野のバイナリマスクを作成した後、マスクを使用して、左右の側方頭前野のグルコースの局所脳代謝率を抽出する。次に、側方前頭前野における局所脳代謝グルコースの非対称性指数を計算する。
正の指標は、グルコース代謝の左非対称性よりも右を示す。この代表的な分析では、合計15人のゲーマーと10人の非ゲーマーが募集されました。tDCS セッションは、インターネット依存症テストのスコアとゲームのプレイに費やされる週単位の時間を下げることに成功し、ゲーマーの簡単なセルフ コントロール スケール スコアを向上させました。
インターネット依存症テストスコアの変化とゲーマーの簡単な自己制御スケールスコアで観察された変化との間にも有意な負の相関関係が見つかりました。PET分析の結果、ドーソラテラル前頭前野の非対称性指数は、ベースラインのゲーマーグループと非ゲーマーグループの間で有意に異なっていたことが明らかになった。特に、tDCSセッションに続いて、ゲーマー群におけるドーソラショナル前頭前野の非対称性指数は有意に減少した。
この手順を実行する際には、パラメータが正しく設定され、電極が刺激部位上に正確に配置されていることを確認することが重要です。活性tDCSは、その有効性を検証するために、Sham tDCSと比較することができます。また、fMRIなどの他の神経イメージング方法は、脳の変化を評価するために使用することができる。
これらのプロトコルは、新しい治療オプション、または他の精神疾患または神経疾患を探求するために適応することができる。
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概要
本研究では、オンラインゲームの利用を減少させるための経頭蓋直流電気刺激（tDCS）の使用プロトコルと、それに伴う神経画像評価法を提示します。この手法は、他の脳刺激技術と比較して非侵襲的で簡便であり、費用対効果に優れています。
研究の主要構成要素
科学分野
- 神経科学
- 行動科学
- 神経イメージング
背景
- 経頭蓋直流電気刺激（tDCS）は、非侵襲的な脳変調技術です。
- tDCSは、認知機能および行動機能に影響を与えることが示されています。
- オンラインゲーム依存症は、現代社会において深刻な懸念事項となっています。
- ニューロイメージングを用いることで、刺激に関連する脳の変化を評価することが可能です。
研究目的
- tDCSを用いてオンラインゲームの利用を減少させることの実現可能性を評価する。
- ニューロイメージングを用いて、tDCSに関連する脳の変化を評価する。
- 参加者のゲーム習慣および依存レベルに関するデータを収集する。
使用された手法
- オンラインゲーマーおよび非オンラインゲーマーの募集。
- 研究目的とリスクの説明を含むインフォームドコンセントの手続き。
- インターネット依存症テスト（Internet Addiction Test）などの質問票による調査。
- 脳の変化を評価するためのニューロイメージング検査。
主な結果
- 参加者は1週間の平均ゲーム時間を報告した。
- 質問票を用いてゲーム依存度のデータを収集した。
- 神経画像診断の結果、刺激後に脳活動の変化が認められた。
- このコンテキストにおけるtDCS適用の実現可能性が示された。
結論
- tDCSは、オンラインゲームの利用を抑制するための有効な手法である。
- ニューロイメージングを用いることで、tDCSが脳に及ぼす影響を効果的に評価できる。
- 本研究は、この分野におけるさらなる研究の基盤となるものである。
よくある質問
産業界への適用性
本プロトコルでは、デジタル依存症モデルにおけるターゲットエンゲージメントおよび行動学的アウトカムを評価するための、神経イメージング読み取りを伴う非侵襲的な神経調節アプローチについて実演します。tDCSとFDG-PETを統合することで、局所的な脳代謝変化の定量的測定が可能となり、神経精神医学的適応における初期段階のターゲットバリデーションにおけるメカニズム的なリスク低減をサポートします。得られた実現可能性データは、衝動制御および報酬処理に関与する前頭前皮質回路を調節するためのツールとしてtDCSを評価するための基盤となります。
バイオ医薬品R&Dにおける戦略的応用
初期発見およびターゲットバリデーション
- 科学的価値： 標的を絞った神経調節により、ゲーム関連の行動表現型における背外側前頭前皮質の非対称性の因果的役割を検証する。
- 運用的価値： 標準化されたFDG-PET非対称性指標を用いて、神経化学的および臨床的変化の縦断的な追跡を可能にする。
- 予測的価値： 強迫的行動および自己制御機能不全を調節するための前頭前皮質標的に関する仮説検証を裏付ける。
スクリーニングおよびアッセイ開発
- アッセイの準備状況：薬力学的バイオマーカーとしての地域脳グルコース代謝率の左右非対称性を定量化するための、再現可能なワークフローを確立します。
- 拡張性：多施設での適応が可能な、標準化された電極配置（F3/F4）およびFDG-PETプロトコルを使用します。
- 定量的出力：介入前後での統計的比較を可能にする、連続的な非対称性指標の測定値を生成します。
トランスレーショナルおよび前臨床研究
- 疾患との関連性： 衝動制御障害との臨床的類似性を有する行動依存表現型をモデル化し、神経精神疾患における標的妥当性の検証を支援します。
- トランスレーショナルな連続性： 神経修飾の効果を測定可能な脳代謝変化に結びつけ、臨床的な投与量および標的結合研究への外挿を容易にします。
- リスク調整後の進展： 依存症関連適応におけるさらなるシャム対照試験のgo/no-go判断に資する実現可能性データを提供します。
パイプラインおよびワークフローの統合
本手法は、ニューロモデュレーションとニューロイメージングを通じて標的仮説の検証を可能にすることで、神経精神疾患治療薬開発における標的同定からリード最適化への進展を支援し、初期探索のプロセスに適合します。
- 探索生物学： 非対称的な代謝調節を介した、ゲーム行動および自己制御における背外側前頭前皮質機能の検証を可能にする。
- スクリーニング： 介入条件におけるターゲットへの作用を評価するのに適した、標準化され定量可能な神経イメージング読取値（FDG-PET非対称指数）を提供する。
- 分析： 群間および経時的な局所脳代謝変化の統計的比較を可能にする、非対称指数の算出を行う。
- トランスレーショナルリサーチ： 前頭前皮質のニューロモジュレーションと行動結果を関連付け、神経精神疾患適応症におけるバイオマーカーの適格性評価を支援する。
- 企業での再利用： 他の衝動制御または強迫的行動モデルに適用可能な、再利用可能なニューロモジュレーション・神経イメージングプラットフォームを確立する。
運用および企業への影響
- 科学的価値： 行動嗜好症における前頭前皮質の調節不全に関するメカニズム的な知見を提供し、ターゲット検証における不確実性を低減する。
- 運用的価値： 安全で低コストなtDCSおよび汎用性の高いFDG-PETを用いることで、再現性と拡張性のあるニューロモジュレーション研究を可能にする。
- 戦略的価値： ニューロモジュレーションを定量化可能な脳および行動の変化に関連付けることで、データに基づいたターゲットの優先順位付けを可能にする。
- ポートフォリオへの影響： ターゲットへの介入と行動変容の実現可能性を示すことにより、前頭前皮質ターゲットに対するリスク調整後の投資を支援する。
実施上の検討事項
- ニューロモジュレーションデバイスの操作、10-20法に基づく電極配置、およびFDG-PETイメージングプロトコルに関する専門知識が必要です。
- PET/CTスキャナーへのアクセス、放射性トレーサー（FDG）の製造、および非対称性指標を算出するための標準化された画像解析ソフトウェアに依存します。
- プロトコルを整合的に実行するため、神経科学、イメージング、および行動評価の各チーム間での標準化が必要です。
- 異なる対象集団、刺激パラメータ、およびFDG-PET以外の神経イメージングエンドポイントへの適応を検討する必要があります。
- オープンラベルの実現可能性設計による制限があるため、有効性を確立しプラセボ効果を排除するには、シャム制御研究が必要です。
