Transcraniële directe stroom stimulatie voor online gamers
9 november 2019
We presenteren een protocol en een haalbaarheidsstudie voor het toepassen van Transcraniële directe stroom stimulatie (tDCS) en neuroimaging-beoordeling in online gamers.
Ons protocol maakt gebruik van een niet-invasieve hersenen modulatie techniek genaamd transcraniële direct current stimulatie, of tDCS, om online gaming gebruik te verminderen. tDCS is eenvoudig, veilig en goedkoop toedienen, in vergelijking met andere hersenstimulatietechnieken. We gebruiken ook neuroimaging om veranderingen in de hersenen in verband met stimulatie te beoordelen.
Na het werven van zowel online game spelen en niet-online game spelen individuen, leg aan elke deelnemer het doel van de studie, de belangrijkste experimentele procedures, en eventuele risico's in verband met deelname aan de studie. Na het beantwoorden van eventuele vragen, schriftelijke toestemming verkrijgen. Laat elke deelnemer vragenlijsten invullen, zoals de internetverslavingstest en de korte zelfbeheersingsschaal; en vraag de deelnemers om de gemiddelde wekelijkse uren die ze hebben besteed aan het spelen van games te melden.
Om een FDG PET-scan uit te voeren, injecteer elke deelnemer met 185 tot 222 megabecquerels van FDG;en laat de deelnemers 45 minuten rusten, in een supinepositie, in een donkere en rustige kamer, met hun ogen dicht, om FDG-opname mogelijk te maken. Gebruik aan het einde van de opnameperiode een PET/CT-scanner om transaxiale emissiebeelden en CT-beelden in ongeveer 15 minuten te verkrijgen, waarbij standaarddempingscorrectie, filtering en reconstructietechnieken worden toegepast. Binnen een week na de beoordeling van de basislijn, plaats de deelnemer in een stoel in de examenkamer, en stel de parameters van het tDCS-apparaat op te voeren tot 2 milliampère over 30 seconden.
Blijf op deze stroom voor 29 minuten alvorens terug te keren naar nul milliampère in de afgelopen 30 seconden. Plaats een hoofdkap, gebouwd in overeenstemming met het Internationale 10-20-systeem, op het hoofd van de deelnemer, en markeer de linker dorsolaterale prefrontale cortex bij F3, en de rechter dorsolaterale prefrontale cortex bij F4. Na het verwijderen van de kop, plaats twee spons elektroden in de rubberhouders van de tDCS hoofdband, en weken de elektroden met zoutoplossing. Verwijder alle make-up, vuil, of zweet van de hoofdhuid waar de elektroden zullen worden toegepast, en plaats de hoofdband op het hoofd van de deelnemer, met de anodale elektrode over F3, en de kathode elektrode over F4. Gebruik vervolgens de kabel om de elektroden aan te sluiten op het tDCS-apparaat.
Schakel het apparaat in en vraag de deelnemer eventuele nadelige effecten tijdens of na de tDCS-sessie te melden. Schakel aan het einde van de stimulatie van 30 minuten het apparaat uit en verwijder de elektroden van de deelnemer. Binnen een week na de laatste sessie, het beheer van dezelfde vragenlijsten, en het verwerven van een post behandeling FDG-PET-scan.
Voor de voorverwerking van de beeldgegevens gebruikt u een geschikt softwarepakket om de DICOM-bestanden om te zetten in NIfTI-bestanden en alle PET-afbeeldingen ruimtelijk te normaliseren naar de standaard PET-sjabloon. Na het maken van binaire maskers voor de linker en rechter dorsolaterale prefrontale cortices, gebruik maken van de maskers om de regionale cerebrale stofwisseling van glucose van de linker en rechter dorsolaterale prefrontale cortices te extraheren. Bereken vervolgens de Asymmetrie-index van de regionale cerebrale stofwisseling van glucose in de dorsolaterale prefrontale cortex.
Een positieve index geeft een rechtse asymmetrie van glucosemetabolisme aan. In deze representatieve analyse werden in totaal 15 gamers en 10 niet-gamers aangeworven. De tDCS-sessies hebben met succes de Internet Addiction Test-score en de wekelijkse uren die werden besteed aan het spelen van games, met succes verlaagd en de Short Self Control Scale-score bij gamers verbeterd.
Een significante negatieve correlatie werd ook gevonden tussen de veranderingen in de Internet Addiction Test score en de veranderingen waargenomen in de Korte Self Control Scale score bij gamers. PET-analyse toonde aan dat de Asymmetrie-index van de Dorsolaterale prefrontale cortex aanzienlijk verschil was tussen de gamergroep en de niet-gamergroep bij baseline. Met name na de tDCS-sessies werd de Asymmetrie-index van de Dorsolaterale prefrontale cortex in de gamergroep aanzienlijk verminderd.
Tijdens het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om ervoor te zorgen dat de parameters correct zijn ingesteld en dat de elektroden nauwkeurig over de stimulatieplaats worden geplaatst. Actieve tDCS kan worden vergeleken met Sham tDCS om de werkzaamheid te valideren. Ook, andere neuroimaging methoden, zoals fMRI, kan worden gebruikt om de veranderingen in de hersenen te beoordelen.
Deze protocollen kunnen worden aangepast om nieuwe behandelingsopties, of andere psychiatrische of neurologische aandoeningen te onderzoeken.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie presenteert een protocol voor het gebruik van transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) om online gamegebruik te verminderen, samen met neuroimaging-beoordelingen. De aanpak is non-invasief, eenvoudig en kosteneffectief in vergelijking met andere hersenstimulatietechnieken.
Belangrijkste onderdelen van de studie
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Gedragswetenschappen
- Neuroimaging
Achtergrond
- Transcraniale gelijkstroomstimulatie (tDCS) is een niet-invasieve techniek voor hersenmodulatie.
- Het is aangetoond dat tDCS cognitieve en gedragsmatige functies beïnvloedt.
- Online gamingverslaving is een groeiend probleem in de moderne samenleving.
- Neuro-imaging kan helpen bij het beoordelen van hersenveranderingen die geassocieerd zijn met stimulatie.
Doel van de studie
- Om de haalbaarheid van het gebruik van tDCS om het online gamen te verminderen te evalueren.
- Om de hersenveranderingen gerelateerd aan tDCS via neuroimaging te beoordelen.
- Om gegevens te verzamelen over gamegewoonten en verslavingsniveaus onder de deelnemers.
Gebruikte methoden
- Werving van online en niet-online gamers.
- Proces van geïnformeerde toestemming, inclusief uitleg over de doelstellingen en risico's van het onderzoek.
- Afname van vragenlijsten, zoals de Internet Addiction Test.
- Neuro-imaging assessments om hersenveranderingen te evalueren.
Belangrijkste resultaten
- Deelnemers rapporteerden hun gemiddelde wekelijkse gametijd in uren.
- Gegevens over de mate van gameverslaving werden verzameld via vragenlijsten.
- Neuro-imagingresultaten wezen op veranderingen in de hersenactiviteit na stimulatie.
- De haalbaarheid van de toepassing van tDCS in deze context werd aangetoond.
Conclusies
- tDCS is een levensvatbare methode voor het verminderen van online gamegebruik.
- Neuroimaging kan de impact van tDCS op de hersenen effectief beoordelen.
- De studie biedt een basis voor verder onderzoek in dit gebied.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de industrie
Dit protocol demonstreert een niet-invasieve neuromodulatiebenadering met neuroimaging-uitlezingen om de target-interactie en gedragsmatige uitkomsten in een model voor digitale verslaving te beoordelen. De integratie van tDCS met FDG-PET maakt kwantitatieve meting van regionale cerebrale metabole veranderingen mogelijk, wat bijdraagt aan mechanistische risicoreductie bij vroege targetvalidatie voor neuropsychiatrische indicaties. De haalbaarheidsgegevens vormen een basis voor de evaluatie van tDCS als instrument om prefrontale corticale circuits die betrokken zijn bij impulsbeheersing en beloningsverwerking te moduleren.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Onderzoekt de causale rol van asymmetrie in de dorsolaterale prefrontale cortex bij gaming-gerelateerde gedragstypes via gerichte neuromodulatie.
- Operationele waarde: Maakt longitudinale monitoring van neurochemische en klinische veranderingen mogelijk met behulp van gestandaardiseerde FDG-PET-asymmetrie-indices.
- Voorspellende waarde: Ondersteunt hypothesetesten van prefrontale corticale targets voor het moduleren van compulsief gedrag en tekorten in zelfbeheersing.
Screening & Assayontwikkeling
- Klaarheid van de assay: Stelt een reproduceerbare workflow vast voor het kwantificeren van de asymmetrie in de regionale cerebrale glucosemetabole snelheid als farmacodynamische biomarker.
- Schaalbaarheid: Maakt gebruik van gestandaardiseerde elektrodeplaatsing (F3/F4) en FDG-PET-protocollen die geschikt zijn voor adaptatie op meerdere locaties.
- Kwantitatieve output: Genereert continue metingen van de asymmetrie-index, waardoor statistische vergelijking tussen pre- en post-interventietoestanden mogelijk is.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Relevantie voor ziektebeelden: Modelleert een gedragsverslavingsfenotype met klinische parallellen met impulsbeheersingsstoornissen, wat de validatie van targets bij neuropsychiatrische indicaties ondersteunt.
- Translationele continuïteit: Verbindt neuromodulatie-effecten met meetbare veranderingen in het hersenmetabolisme, wat extrapolatie naar klinische dosering en studies naar target-engagement vergemakkelijkt.
- Risico-gecorrigeerde vooruitgang: Levert haalbaarheidsgegevens om go/no-go-beslissingen te onderbouwen voor verdere sham-gecontroleerde trials bij verslavingsgerelateerde indicaties.
Integratie van Pipeline & Workflow
De methode past binnen het continuüm van de vroege ontdekking door hypothesetesting van targets mogelijk te maken via neuromodulatie en neuroimaging, wat de overgang ondersteunt van targetidentificatie naar leadoptimalisatie bij de ontwikkeling van neuropsychiatrische geneesmiddelen.
- Discovery Biology: Ondersteunt het onderzoek naar de functie van de dorsolaterale prefrontale cortex bij het reguleren van gaminggedrag en zelfbeheersing via asymmetrische metabole modulatie.
- Screening: Levert gestandaardiseerde, kwantificeerbare neuroimaging-resultaten (FDG-PET asymmetrie-index) die geschikt zijn voor het beoordelen van target-engagement over verschillende interventiecondities.
- Analytics: Genereert berekeningen van de asymmetrie-index die statistische vergelijkingen mogelijk maken van regionale cerebrale metabole veranderingen tussen groepen en over tijd.
- Translationeel onderzoek: Verbindt neuromodulatie van de prefrontale cortex met gedragsuitkomsten, wat de kwalificatie van biomarkers voor neuropsychiatrische indicaties ondersteunt.
- Enterprise Reuse: Vestigt een herbruikbaar neuromodulatie-neuroimaging platform dat toepasbaar is op andere modellen van impulscontrole of compulsief gedrag.
Operationele en bedrijfsmatige impact
- Wetenschappelijke waarde: Biedt mechanistisch inzicht in de dysregulatie van de prefrontale cortex bij gedragsverslaving, waardoor onduidelijkheid bij de validatie van targets wordt verminderd.
- Operationele waarde: Maakt gebruik van veilige, goedkope tDCS en algemeen beschikbare FDG-PET voor reproduceerbare, schaalbare neuromodulatiestudies.
- Strategische waarde: Maakt datagestuurde prioritering van targets mogelijk door neuromodulatie te koppelen aan kwantificeerbare hersen- en gedragsveranderingen.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risico-gecorrigeerde investeringen in targets van de prefrontale cortex door de haalbaarheid van target-interactie en gedragsmodulatie aan te tonen.
Overwegingen bij de implementatie
- Vereist expertise in de bediening van neuromodulatieapparatuur, elektrodeplaatsing volgens het 10-20-systeem en FDG-PET-beeldvormingsprotocollen.
- Is afhankelijk van toegang tot PET/CT-scanners, de productie van radiotracers (FDG) en gestandaardiseerde software voor beeldanalyse voor de berekening van de asymmetrie-index.
- Vereist standaardisatie tussen teams voor neurowetenschappen, beeldvorming en gedragsevaluatie voor een consistente uitvoering van het protocol.
- Omvat overwegingen voor aanpassingen voor verschillende doelpopulaties, stimulatieparameters en neuroimaging-eindpunten buiten FDG-PET.
- Beperkt door het open-label haalbaarheidsontwerp; sham-gecontroleerde studies zijn nodig om de effectiviteit vast te stellen en placebo-effecten uit te sluiten.
