Method Article

Jednoczesne zastosowanie przezczaszkowej stymulacji prądem stałym podczas ekspozycji na rzeczywistość wirtualną

DOI:

10.3791/61795

January 18th, 2021

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ten manuskrypt przedstawia nowy protokół umożliwiający jednoczesne zastosowanie przezczaszkowej stymulacji prądem stałym podczas ekspozycji na sygnały związane z traumą w strefie wojennej za pomocą wirtualnej rzeczywistości dla weteranów z zespołem stresu pourazowego.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) jest formą nieinwazyjnej stymulacji mózgu, która zmienia prawdopodobieństwo odpalenia neuronów poprzez modulację błon nerwowych w spoczynku. W porównaniu z innymi technikami, tDCS jest stosunkowo bezpieczny, opłacalny i może być podawany, gdy osoby są zaangażowane w kontrolowane, specyficzne procesy poznawcze. Ten ostatni punkt jest ważny, ponieważ tDCS może wpływać głównie na wewnętrznie aktywne regiony neuronalne. W celu przetestowania tDCS jako potencjalnego leczenia chorób psychicznych, opisany tutaj protokół przedstawia nowatorską procedurę, która umożliwia jednoczesne zastosowanie tDCS podczas ekspozycji na sygnały związane z traumą przy użyciu rzeczywistości wirtualnej (tDCS + VR) dla weteranów z zespołem stresu pourazowego (NCT03372460). W tym podwójnie ślepym protokole uczestnicy są przydzielani do otrzymywania 2 mA tDCS lub pozorowanej stymulacji przez 25 minut, podczas biernego oglądania trzech 8-minutowych standaryzowanych przejazdów w rzeczywistości wirtualnej przez Irak lub Afganistan, przy czym intensywność wydarzeń w rzeczywistości wirtualnej wzrasta podczas każdej jazdy. Uczestnicy przechodzą sześć sesji tDCS+VR w ciągu 2-3 tygodni, a podczas każdej sesji mierzy się psychofizjologię (reaktywność przewodnictwa skórnego). Pozwala to na testowanie zmian w obrębie sesji i pomiędzy sesjami w zakresie nadmiernego pobudzenia do zdarzeń rzeczywistości wirtualnej i efektów wspomagających tDCS. Stymulacja jest dostarczana przez wbudowane urządzenie tDCS zasilane akumulatorem za pomocą jednostronnej konfiguracji elektrod 1 (anoda) x 1 (katoda). Każda elektroda jest umieszczona w kieszeni z gąbki wielokrotnego użytku o wymiarach 3 x 3 cm (gęstość prądu 2,22 A/m2) nasączonej 0,9% solą fizjologiczną. Gąbki z elektrodami są przymocowane do czaszki uczestnika za pomocą gumowej opaski na głowę, przy czym elektrody są umieszczone tak, aby celowały w obszary w brzuszno-środkowej korze przedczołowej. Gogle wirtualnej rzeczywistości umieszcza się nad montażem tDCS w taki sposób, aby uniknąć zakłóceń elektrod.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zespół stresu pourazowego (PTSD) jest przewlekłym i niepełnosprawnym stanem, który jest szczególnie rozpowszechniony wśród weteranów. Pomimo jego rozpowszechnienia i niszczycielskiego wpływu, wiele osób, które otrzymują psychoterapię opartą na dowodach w leczeniu PTSD, ma znaczące objawy resztkowe1. Synergiczne zastosowanie nieinwazyjnej stymulacji mózgu wraz z zasadami psychoterapii skoncentrowanymi na PTSD stwarza szansę na poprawę korzyści terapeutycznych i zmniejszenie obciążeń związanych z PTSD.

Podstawowym składnikiem PTSD jest niezdolność do zahamowania nieadaptacyjnej reakcji strachu2,3. Patologicznie podwyższona aktywność w ciele migdałowatym i grzbietowej przedniej części kory zakrętu obręczy, regionach ułatwiających reakcję strachu, była konsekwentnie zgłaszana w PTSD. Towarzyszy temu zmniejszona aktywność brzuszno-przyśrodkowej kory przedczołowej (VMPFC), regionu uważanego za obniżający reakcję strachu3,4,5,6,7. W związku z tym zwiększenie endogennej aktywności VMPFC podczas przetwarzania bodźców wywołujących strach może być obiecującą metodą poprawy hamowania strachu i skuteczności leczenia opartego na ekspozycji.

Psychoterapie oparte na ekspozycji, leczenie pierwszego rzutu PTSD, mają na celu ułatwienie korekcyjnego uczenia się poprzez nauczenie pacjentów, że niebezpieczne doświadczenie (tj. przyczyna ich PTSD) nie jest już obecne ani groźne w ich obecnym środowisku8,9. Zaangażowanie emocjonalne w terapię PTSD jest kluczowym elementem sukcesu10, ale jest utrudnione przez pacjentów, którzy chcą uniknąć doświadczania niepokojących emocji i obecności współistniejących zaburzeń psychicznych. Jednym z atrakcyjnych podejść do maksymalizacji i śledzenia zaangażowania emocjonalnego podczas sesji jest korzystanie z immersyjnych i kontekstowo istotnych środowisk rzeczywistości wirtualnej (VR)11,12. Implementacja VR jest poparta wcześniejszymi danymi wskazującymi, że VR może generować wskaźniki skuteczności porównywalne do tych obserwowanych przy standardowych interwencjach poznawczo-behawioralnych11,13,14. Dodatkową zaletą VR jest zapewnienie ustandaryzowanego środowiska do opracowywania terapii na potrzeby testowania określonych hipotez.

Środowisko VR ponadto pozwala na integrację wspomagających metod nieinwazyjnej stymulacji mózgu, takich jak przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS). tDCS zmienia pobudliwość kory mózgowej poprzez podprogową modulację neuronalnych potencjałów błony spoczynkowej za pomocą słabego (zwykle 1 – 2 mA) stałego prądu elektrycznego15. Stymulacja jest zwykle dostarczana przez okres 20-30 minut. Efekty tDCS są zależne od polaryzacji prądu. Chociaż jest to nadmierne uproszczenie, teoretycznie dodatni przepływ prądu (tj. stymulacja anodowa) zwiększa prawdopodobieństwo depolaryzacji neuronów, podczas gdy ujemny przepływ prądu (tj. stymulacja katodowa) zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia neuronalnych potencjałów czynnościowych16,17. W związku z tym tDCS przygotowuje mózg do kolejnych reakcji na bodźce zewnętrzne, aby ułatwić uczenie się i pamięć18.

tDCS ma korzystny profil bezpieczeństwa jako technika niskiego ryzyka, która jest dobrze tolerowana i wiąże się z minimalnymi skutkami ubocznymi19,20. tDCS jest również niedrogi; urządzenia tDCS kosztują około $9,000 w porównaniu do >0000 $ za klinicznie dostępne nieinwazyjne metody stymulacji mózgu, takie jak przezczaszkowa stymulacja magnetyczna. Urządzenia tDCS są również przenośne, ponieważ są zasilane bateryjnie, w przeciwieństwie do konieczności posiadania dedykowanego obwodu elektrycznego. Ta przenośność pozwala na użytkowanie w dowolnym miejscu lub pomieszczeniu biurowym, w tym w domu. Czynniki te umożliwiają stosowanie tDCS w połączeniu z interwencjami terapeutycznymi, w tym VR i istniejącymi modelami leczenia PTSD. Elastyczne zastosowanie może być szczególnie ważne w nowym krajobrazie zapewniającym opiekę psychiatryczną i nieinwazyjną stymulację mózgu w świecie po COVID19.

Protokół opisany poniżej ma na celu integrację tDCS podczas administrowania VR (tDCS+VR) u osób z PTSD związanym ze strefą wojny w celu zwiększenia nawyku lękowego. Sesje VR pozwalają na standaryzację ekspozycji na zdarzenia związane z traumą wśród uczestników, aby zapewnić spójną treść dla tego przyzwyczajenia. Uczestnicy przechodzą sześć sesji tDCS+VR w ciągu dwóch do trzech tygodni, przy czym każda sesja składa się z trzech identycznych przejazdów VR. Wybrano sześć sesji, aby przybliżyć czas trwania VR w Rothbaum et al.14 i Difede & Hoffman21. Ta liczba sesji wykazała skuteczność w typowych, niezwiązanych z VR badaniach nad leczeniem (np. Bryant i wsp.22) i została dodatkowo potwierdzona danymi wykonalności z poprzedniego badania pilotażowego23. Podczas każdej sesji mierzona jest psychofizjologia (tj. przewodnictwo skóry). Pozwala to na testowanie zmian w obrębie sesji i pomiędzy sesjami w zakresie nadmiernego pobudzenia na zdarzenia rzeczywistości wirtualnej oraz efektów wspomagających tDCS. Natężenie prądu stałego jest ustawione na 2 mA i jest dostarczane przez wbudowany stymulator zasilany akumulatorem, który zapewnia stały, stały prąd stały za pomocą jednostronnego ustawienia elektrod 1 (anoda) x 1 (katoda). Każda elektroda jest umieszczona w kieszeni z gąbki wielokrotnego użytku o wymiarach 3 x 3 cm (gęstość prądu 2,22 A/m2) nasączonej 0,9% solą fizjologiczną. Gąbki z elektrodami są mocowane do czaszki uczestnika za pomocą gumowej opaski na głowę z anodą umieszczoną nad obszarami Fp1 i AF3 oraz katodą nad PO8 systemu koordynacji elektrod 10 – 20 EEG w celu celowania w brzuszno-przyśrodkową korę przedczołową, jednocześnie zapobiegając stymulacji katodowej nad korą przedczołową. Podobne montaże elektrod, mające na celu ukierunkowanie na VMPFC, zostały wykorzystane do modulacji wygaszania reakcji warunkowego strachu przez naszą lab24,25, a także others26. Gogle wirtualnej rzeczywistości umieszcza się nad montażem tDCS w taki sposób, aby uniknąć zakłóceń z elektrodami tDCS. tDCS powinien rozpoczynać się podczas inicjacji VR23 i trwać przez cały czas. Uczestnicy wracają na 1- i 3-miesięczne wizyty oceniające po leczeniu, aby ocenić długoterminowy wpływ tDCS+VR na zmiany objawów PTSD, depresji, lęku i gniewu, a także poprawę snu i jakości życia. Hipotezy, które należy przetestować, to: 1A) przewidywanie, że aktywny tDCS+VR, w porównaniu z pozorowanym+VR, powoduje większą zmianę objawów PTSD i jakości życia/funkcji społecznych pod koniec leczenia, oraz 1B) utrzymująca się zmiana w 1 i 3 miesiącach po leczeniu oraz 2) że zmiana w reakcjach psychofizjologicznych, odzwierciedlająca przyzwyczajenie, wiąże się ze zmianami objawów PTSD i jakości życia/funkcjonowania inaczej po aktywnym tDCS+VR w porównaniu z pozorowanym + VR. To badanie kliniczne jest zarejestrowane pod numerem ClinicalTrials.gov identyfikator: NCT03372460.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Uprawnieni uczestnicy podpisują pisemną, świadomą zgodę przed rozpoczęciem jakichkolwiek procedur badawczych. Badania są prowadzone zgodnie z instytucjonalnymi, krajowymi i międzynarodowymi wytycznymi dotyczącymi badań na ludziach. Wszystkie opisane metody zostały zatwierdzone przez Instytucjonalną Komisję Rewizyjną Centrum Medycznego Providence VA.

UWAGA: Protokół tDCS+VR wymaga dwóch dedykowanych pracowników badawczych. Jednym z pracowników jest kontroler VR, który obsługuje VR i zarządza bodźcami VR w różnych punktach czasowych opisanych poniżej. Drugi członek personelu badawczego obsługuje komputer, na którym zbierane są dane dotyczące psychofizjologii.

1. Badania przesiewowe, wywiady diagnostyczne i rezonans magnetyczny

  1. Rekrutacja uczestników składających się z weteranów płci męskiej i żeńskiej, ze szczególnym naciskiem na operacje Trwała Wolność (Afganistan), Operacja Iracka Wolność i Operacja Nowy Świt (Irak) w oparciu o następujące kryteria. Kryteria włączenia: (1) diagnoza przewlekłego PTSD z traumą związaną z doświadczeniem w strefie wojny, (2) wiek od 18 do 70 lat oraz (3) w przypadku leczenia, objawowe pomimo trwających stabilnych schematów leczenia przez co najmniej 6 tygodni przed procedurami badania. Przyjmowanie leków i psychoterapii w trakcie badania może być kontynuowane w niezmienionej formie. Kryteria wykluczenia są następujące: spełniają ustalone kryteria bezpieczeństwa dla obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI), ponieważ procedury MRI są elementem tego badania i obejmują rozrusznik serca, wszczepione urządzenie (głęboka stymulacja mózgu) lub metal w mózgu, rdzeń kręgowy w odcinku szyjnym lub górny rdzeń kręgowy w odcinku piersiowym, ciąża lub planowanie zajścia w ciążę podczas badania. Dodatkowymi wykluczeniami specyficznymi dla tDCS są zmiany skórne w miejscu stymulacji, które mogą zmieniać impedancję (np. pieprzyki naczyniowe lub naczyniaki). Inne kryteria wykluczenia to umiarkowane lub ciężkie urazowe uszkodzenie mózgu (TBI) w ciągu całego życia; obecne niestabilne stany chorobowe; obecne (lub w stosownych przypadkach przebyte) znaczące zaburzenie neurologiczne lub historia napadów a) napadów padaczkowych b) pierwotnych lub wtórnych guzów OUN c) udar mózgu lub d) tętniak mózgu, jakiekolwiek pierwotne zaburzenie psychotyczne, zaburzenie afektywne dwubiegunowe typu I, aktywne umiarkowane/ciężkie zaburzenia związane z używaniem substancji (w ciągu ostatniego miesiąca, z wyłączeniem nikotyny/kofeiny), aktywny zamiar samobójczy lub plan próby samobójczej w ciągu 6 miesięcy, wykryty na instrumentach przesiewowych lub w ocenie zespołu dochodzeniowego.
    UWAGA: Uczestnicy tego badania zostali zrekrutowani z Providence VA.
  2. Uzyskanie pisemnej świadomej zgody przed rozpoczęciem jakichkolwiek procedur badania.
  3. Przeprowadzaj wywiady diagnostyczne i kwestionariusze w celu weryfikacji diagnozy i oceny nasilenia PTSD za pomocą Ustrukturyzowanego Wywiadu Klinicznego dla DSM 5 (SCID-5)27, Skali PTSD Podawanej przez Klinicystów (CAPS-5)28 oraz Listy kontrolnej PTSD dla DSM5 (PCL-5)29.
    UWAGA: Podanie SCID-5 pozwala ponadto na wykrycie wszelkich chorób współistniejących, które mogą wykluczać kryteria wykluczenia z badania określone powyżej. Dodatkowe oceny, takie jak Quick Inventory of Depressive Symptomatology Self-Report (QIDS-SR)30, zależą od poszczególnych zespołów badawczych w zależności od hipotez.
  4. Badanie przesiewowe uczestników pod kątem bezpieczeństwa w celu poddania się tDCS i MRI w oparciu o kryteria wykluczenia wymienione powyżej.
    UWAGA: Formularze bezpieczeństwa dotyczące wstępnego badania przesiewowego MRI można uzyskać w www.MRIsafety.com
  5. Zaplanuj uczestników tak, aby ukończyli sześć sesji VR w ciągu dwóch do trzech tygodni, tak aby uczestnicy ukończyli sesję VR mniej więcej co drugi dzień tygodnia.

2. Randomizacja

  1. Przed wstępnym wdrożeniem tDCS+VR należy pobrać aktywne kody tDCS i kody pozorowane z instrukcji urządzenia tDCS i wprowadzić je do programu randomizacyjnego, aby zapewnić zaślepienie tDCS+VR lub podawanie pozorowanego+VR
  2. .
  3. Korzystając z programu randomizacji, utwórz urny randomizacyjne, przypisując uczestników do otrzymania aktywnego tDCS lub pozorowanego podczas wirtualnej rzeczywistości w oparciu o płeć (mężczyzna; kobieta) i nasilenie objawów PCL-5 (niskie; wysokie).
    UWAGA: Program randomizacji powinien wygenerować kod urządzenia tDCS, który można następnie wprowadzić do urządzenia tDCS, aby upewnić się, że administrator tDCS pozostaje ślepy na to, czy stosowana jest stymulacja aktywna, czy pozorowana. W związku z tym jest to protokół podwójnie ślepej próby, w którym zarówno uczestnicy, jak i administratorzy tDCS są ślepi na stan stymulacji.

3. Konfiguracja urządzenia tDCS

  1. Zaprogramuj urządzenie tDCS z następującymi parametrami i ustawieniami, wymienionymi w 3.1.1 i 3.1.2, naciskając oba po lewej stronie urządzenia tDCS, aby zapisać każde ustawienie.
    1. Ustawienie A: 30 s narastania do intensywności 1 mA, stymulacja 1 mA przez 30 s i zmniejszanie do wyłączenia powyżej 30 s.
    2. Ustawienie B: 30 s narastania do intensywności 2 mA, stymulacja 2 mA przez 25 minut i 30 s rampa w dół do wyłączenia.
  2. Ustaw urządzenie tDCS w trybie uczenia się lub innej funkcji podwójnie ślepej próby, postępując zgodnie z instrukcjami urządzenia tDCS.
    UWAGA: Ustawienie A służy do uzyskania informacji na temat impedancji przed stymulacją i oceny tolerancji tDCS przed rozpoczęciem VR. Dodatkowo, zastosowanie krótkiego prądu elektrycznego było wcześniej używane w celu zapewnienia pewnego stopnia czucia somatycznego, aby pomóc w badaniu oślepienia24,25,31. Ustawienie B umożliwia wprowadzenie określonego kodu badania do randomizacji (aktywnej lub pozorowanej) dla każdego uczestnika. Ustawienia C i D nie są używane w tym protokole.

4. Konfiguracja psychofizjologii

  1. Korzystaj ze sprzętu i oprogramowania zdolnego do rejestrowania i analizowania aktywności elektrodermalnej (EDA)/galwanicznej reakcji skóry (GSR) na dedykowanym komputerze rejestrującym psychofizjologicznie, który jest inny niż komputer, na którym działa oprogramowanie VR.
  2. Utwórz szablon akwizycji danych zgodnie z procedurami specyficznymi dla oprogramowania z następującymi ustawieniami zbierania danych: 5 μV; 10 HZ; DC. Tętno: 1000 wzmocnienia, norma, DZ, 0,05 Hz,
    UWAGA: Utworzenie szablonu pozyskiwania danych zapewnia spójność ustawień pozyskiwania danych między sesjami i uczestnikami.

5. Wizyta studyjna tDCS: Konfiguracja i administracja

UWAGA: Dla poniższych kroków dodanie TM1 i TM2 odnosi się do badań "członek zespołu 1" i "członek zespołu 2", dzięki czemu różne kroki mogą być wykonywane jednocześnie.

  1. Po przybyciu uczestnika delikatnie oczyść, bez energicznego pocierania, skórę uczestnika w przybliżonych miejscach, w których zostaną umieszczone gąbki/elektrody, za pomocą wacika nasączonego alkoholem i pozostaw do wyschnięcia.
  2. Zmierz i zapisz obwód głowy uczestnika. Oblicz 5% i 10% obwodu, który ma być później wykorzystany do umieszczenia elektrody.
  3. Załóż opaskę na głowę na uczestnika, zakrywając obszary, w których zostaną umieszczone gąbki i elektrody, w taki sposób, aby nadal możliwe było zmieszczenie jednego palca pod paskiem na głowę.
  4. Upewnij się, że złącze gumki znajduje się z boku głowicy, tak aby nie przeszkadzało elektrodom i nie kolidowało z wyświetlaczem zamontowanym na głowie VR.
  5. Napełnij każdą gąbkę elektrody 4 ml soli fizjologicznej za pomocą strzykawki. Włóż elektrody do kieszeni na gąbkę.
  6. Znajdując się za uczestnikiem, ustal położenie elektrody katodowej, korzystając z wcześniej obliczonych 10% obwodu głowy i zmierz tę odległość od wlotu głowy w prawo. Umieść elektrodę katodową i sprawdź pomiary tak, aby katoda znajdowała się mniej więcej za prawym uchem na wyrostku sutkowatym.
  7. Następnie należy ustawić się przodem do uczestnika i ustalić położenie elektrody anodowej, odmierzając wcześniej obliczone 10% obwodu głowy od nasion w górę, a następnie odmierzając wcześniej obliczone 5% obwodu głowy w prawo. Umieść elektrodę anodową i sprawdź pomiary tak, aby anoda stykała się z 10 – 20 lokalizacjami elektrod EEG AF3/Fp1.
  8. Włącz urządzenie tDCS, a następnie podłącz elektrody.
  9. Aby załadować ustawienie A, wyjdź z trybu nauki, naciskając prawy górny przycisk, a następnie wprowadź kod główny urządzenia za pomocą lewego górnego i dolnego przycisku. Po wprowadzeniu kodu głównego kliknij przycisk OK za pomocą lewego dolnego przycisku. Następnie upewnij się, że strzałka jest skierowana na spust. Użyj prawego górnego przycisku, aby poruszać się po ustawieniach, aż pojawi się napis Załaduj ... ustawienie. Przewiń strzałkę do dołu ekranu za pomocą strzałek w lewo, a następnie użyj strzałki w prawym górnym rogu, aby przejść przez wszystkie ustawienia i wrócić do ustawienia A. Na koniec kliknij strzałkę w lewym górnym rogu, aby załadować ustawienie A.
  10. Sprawdź impedancję, naciskając jednocześnie prawy górny i lewy dolny przycisk, aby potwierdzić, że elektrody tDCS mają odpowiedni kontakt z czaszką uczestnika. Zapisz impedancję początkową.
    1. Zawsze upewnij się, że elektrody nie są podłączone do urządzenia przed jego włączeniem. Podobnie, upewnij się, że zawsze odłączasz elektrody przed wyłączeniem urządzenia.
      UWAGA II: Urządzenie tDCS wyłączy się automatycznie, jeśli impedancja przekroczy 55Ω. Orientacyjnie nie należy uruchamiać urządzenia tDCS, jeśli impedancja jest większa niż 35 Ω, aby ograniczyć ryzyko automatycznego wyłączenia. Jeśli impedancja jest zbyt wysoka, dodaj trochę soli fizjologicznej do gąbek, odsuń włosy uczestnika na bok lub zaciśnij gumową opaskę, jeśli wydaje się zbyt luźna. Unikaj kapania soli fizjologicznej na uczestnika – jeśli tak się stanie, gąbki są zbyt nasycone.
  11. Rozpocznij stymulację w ustawieniu A. Zapisz impedancję przed, w trakcie i po stymulacji w ustawieniu A. Po zakończeniu stymulacji w ustawieniu A wyjmij elektrody z urządzenia tDCS i wyłącz urządzenie.
  12. TM1: Umieść dwie samoprzylepne, jednorazowe plastry elektrody EDA na części mostkowej niedominującej ręki uczestnika.
  13. TM1: Otwórz oprogramowanie do akwizycji danych EDA/GSR, aby umożliwić przechwytywanie nowych danych. Otwórz wcześniej wygenerowany szablon pozyskiwania danych i kliknij Utwórz/Nagraj nowy eksperyment. Skalibruj sygnał EDA zgodnie z określonymi instrukcjami oprogramowania, najpierw podłączając jedną elektrodę do jednej łatki elektrody, kalibruj, a następnie podłącz drugą elektrodę do drugiej łaty elektrody.
  14. TM1: Aby zapewnić odpowiedni sygnał GSR, poproś uczestnika o wzięcie głębokiego wdechu i wstrzymanie go przez 10 sekund przed wydechem.
    UWAGA: Wzrost GSR powinien być zauważalny. Jeśli nie zostanie wykryta żadna zmiana w GSR, personel badawczy może klaskać w dłonie bez ostrzeżenia, aby wywołać reakcję GSR. Wyjściowa wartość poziomu przewodnictwa skóry niższa niż 2 μS może być problematyczna, ponieważ może wskazywać na zbyt niską przewodność skóry, aby zmierzyć GSR podczas sesji VR.
  15. TM2: Włącz system rzeczywistości wirtualnej i otwórz program Aplikacja dla pacjenta. Sprawdź, czy rozdzielczość ekranu jest ustawiona na 1280 x 720 i kliknij przycisk odtwarzania. Następnie otwórz program Clinician Controller i wybierz scenariusz jazdy na obszarach wiejskich w Iraku lub w Afganistanie w oparciu o scenę, która jest najbardziej odpowiednia dla rozmieszczenia uczestnika. W oknie awatara pacjenta wybierz pozycję Kierowca. Ustaw głośność dźwięku na 65% wartości maksymalnej.
  16. TM2: Z pomocą uczestnika umieść wyświetlacz montowany na głowie uczestnika, upewniając się, że wyświetlacz nie przemieszcza elektrod. Sprawdź, czy jest wygodnie. Następnie umieść słuchawki na głowie uczestnika i sprawdź, czy jest komfortowo.
  17. TM1: Rozpocznij zbieranie danych EDA i zapisz 2 minuty podstawowej EDA, wyjaśniając uczestnikowi, że będzie musiał siedzieć cicho przez 2 minuty. Naciśnij F1 na klawiaturze, aby zaznaczyć początek okresu linii bazowej i F3, aby oznaczyć koniec okresu linii bazowej.
    UWAGA I: Używanie F1, F2 i F3 do oznaczania jest niezbędne, aby umożliwić późniejszą analizę danych. F5 może być używany do oznaczania zakłóceń generowanych przez uczestników podczas zbierania danych EDA (np. kaszel, ruch itp.).
    1. Po zakończeniu podstawowej EDA nie należy zatrzymywać zbierania danych EDA, ale kontynuować działanie, aż wszystkie trzy dyski zostaną ukończone.
  18. Włącz urządzenie tDCS i ponownie podłącz elektrody. Urządzenie odzwierciedla teraz tryb nauki i ustawienie B. Użyj prawego dolnego przycisku, aby kliknąć OK, aby potwierdzić, że ustawienie B jest zaprogramowane tak, aby stosować intensywność 2 mA przez łącznie 25 minut, z 30-sekundowym wzrostem w górę i w dół każdym.
    UWAGA: Podczas sesji VR uczestnicy mogą odczuwać pewien dyskomfort związany z opaską lub uczucie swędzenia, kłucia. Należy jednak poinstruować uczestników, aby zgłaszali każdy ból lub narastające uczucie gorąca lub pieczenia, ponieważ gwarantuje to natychmiastowe wyłączenie urządzenia tDCS, aby uniknąć miejscowych oparzeń skóry.
  19. Wprowadź specyficzny dla uczestnika kod losowy pobrany z oprogramowania do randomizacji i kliknij OK, a następnie rozpocznij stymulację, naciskając lewy górny przycisk, aby kliknąć Y.
    UWAGA: Uczestnicy powinni być poinformowani, że niektóre osoby doświadczają choroby cybernetycznej z powodu VR i że to uczucie jest podobne do choroby lokomocyjnej. Jeśli pojawi się choroba cybernetyczna, powinna szybko ustąpić. Zanim uczestnik odejdzie, zapytaj, czy jest w stanie prowadzić pojazd. W przeciwnym razie można zapewnić opiekę podtrzymującą, a zwykle wystarczy dodatkowy czas oczekiwania.
  20. Aby uruchomić napęd, kliknij przycisk Wyłącz pod kontrolą sterownika.
    UWAGA: Każdy uczestnik wykona trzy przejazdy podczas jednej sesji, z których każdy trwa około 8 minut, co daje łącznie 24 minuty. 25 minut aktywnej lub pozorowanej stymulacji zaprogramowanej w urządzeniu tDCS pozwala na wykorzystanie dodatkowej minuty na skontaktowanie się z uczestnikiem pomiędzy przejazdami.
  21. W przypadku pierwszej sesji (VR1, dzień 1) Kontroler VR musi przeprowadzić uczestnika przez wystąpienie zdarzeń VR za pomocą komunikatu słownego podczas pierwszego przejazdu w następujący sposób: "Przed nami będzie zasadzka drogowa. In 3...2...1... go" (kontroler VR wybiera "zasadzkę drogową" w menu VR).
    UWAGA: Zostanie to zrobione tylko w przypadku pierwszego przejazdu VR podczas pierwszej sesji. W przypadku wszystkich innych przejazdów lub sesji VR uczestnik musi przejść przez dysk bez słownego monitu. Kontroler VR może jednak przypomnieć uczestnikom, że zobaczą te same sceny, co podczas poprzedniego przejazdu, ale nie zostanie zapewnione żadne słowne ostrzeżenie o nadchodzących wydarzeniach VR.
  22. Kontroler VR: Upewnij się, że każdy przejazd rozpoczyna się od co najmniej 30 sekund jazdy tylko w środowisku VR. Następnie zarządzaj każdym zdarzeniem VR (z minimum 10 sekundami jazdy między każdym zdarzeniem), klikając zdarzenie zgodnie z etykietą w środowisku oprogramowania kontrolera lekarza. Wydarzenia VR będą miały miejsce w następującej kolejności: strzały z broni palnej, przelatujący nad głową helikopter Blackhawk, zasadzka powstańców i kolejna zasadzka powstańców, a następnie IED, zasadzka na moście i eksplozja pojazdu przed pojazdem uczestnika. Załącznik 1 zawiera informacje na temat harmonogramu różnych wydarzeń VR zarówno w scenariuszach jazdy w Afganistanie, jak i w Iraku.
    UWAGA: Ta sekwencja zdarzeń VR jest powtarzana w tej samej kolejności, a zdarzenia VR są powtarzane w tym samym czasie podczas każdego z trzech przejazdów VR podczas każdej sesji VR.
  23. Podczas gdy kontroler VR zarządza zdarzeniami VR, niech pracownik monitorujący akwizycję danych przewodnictwa skórnego naciska F2 na klawiaturze za każdym razem, gdy podawane jest zdarzenie VR.
  24. Gdy samochód powróci do początku jazdy, zatrzymaj go, klikając przycisk przepustnicy pod kontrolą kierowcy.
  25. Po każdym przejazdie kontroler VR musi skontaktować się z uczestnikiem, aby zapewnić mu bezpieczeństwo i komfort przed kontynuowaniem kolejnego przejazdu. Jeśli uczestnik wspomni o potencjalnie poważniejszych skutkach ubocznych tDCS, takich jak pieczenie lub narastające uczucie ciepła, należy postępować zgodnie z instrukcjami urządzenia tDCS dotyczącymi zatrzymania tDCS.
  26. Ukończ przejazdy 2 i 3 w tej samej kolejności zdarzeń VR, co podczas jazdy 1.
  27. Po zakończeniu wszystkich trzech przejazdów VR w ramach jednej sesji, sprawdź i zapisz impedancję tDCS, wychodząc z trybu nauki, najpierw naciskając prawy górny przycisk i wprowadzając kod główny urządzenia za pomocą lewego górnego i dolnego przycisku.
  28. Odłącz elektrody od urządzenia tDCS i wyłącz urządzenie.
  29. Zapytaj uczestnika o potencjalne skutki uboczne, podając kwestionariusz skutków ubocznych tDCS32.
  30. Na koniec wyczyść gogle VR, słuchawki i gumowy pałąk po użyciu wacikami nasączonymi alkoholem i chusteczkami dezynfekującymi. Zrób zrzut ekranu z w pełni zebranym śladem EDA w czasie w celu przetworzenia kontroli jakości.
    UWAGA: Wdrożenie dodatkowych środków czyszczących i zapobiegawczych może być konieczne jako środki ostrożności mające na celu ograniczenie rozprzestrzeniania się COVID-19. Na przykład uczestnicy mogą być zmuszeni do noszenia masek chirurgicznych. Noszenie masek na twarz zwiększa prawdopodobieństwo zaparowania soczewek VR. Taśma chirurgiczna może być używana do przyklejania masek na nosie uczestnika w celu zmniejszenia zaparowania. Podobnie, dostępność wielu opasek na głowę - zarówno dla tDCS, jak i gogli VR - oraz słuchawek zapewni rozłożenie użytkowania między uczestnikami w celu czyszczenia i dezynfekcji.

6. Analizy

  1. Wstępne przetwarzanie GSR
    1. Korzystając z oprogramowania do przetwarzania GSR, otwórz zapisany plik GSR uczestnika i zapisz nową kopię pliku do wstępnego przetworzenia, aby oryginalny, nieprzetworzony plik danych pozostał zachowany.
    2. Wizualnie sprawdź dane pod kątem artefaktów i ogólnego dryfu, a następnie usuń je lub popraw. Postępuj zgodnie z wcześniej opublikowanymi wskazówkami dotyczącymi usuwania artefaktów i poprawek ogólnego dryfu, które można znaleźć na stronie https://www.birmingham.ac.uk/Documents/college-les/psych/saal/guide-electrodermal-activity.pdf
  2. Poziom wyjściowy przewodności skóry
    1. Zapisz średnie, minimalne i maksymalne wartości (w μS) w 2-minutowym okresie linii bazowej, wybierając kursorem 2-minutowy okres linii bazowej. Informacje te dostarczają pewnego wskaźnika poziomu przewodnictwa skóry tonizującej i poziomu reakcji EDA.
      UWAGA: Chociaż w tym przypadku stosuje się 2-minutowy okres odniesienia, można użyć dłuższego okresu do czterech lub 5 minut.
  3. Reakcja przewodnictwa skórnego związana ze zdarzeniem (SCR) na bodźce VR
    1. Określ i utwórz epoki związane ze zdarzeniami VR za pomocą oznaczeń zdarzeń typu bodźca w danych, wybierając jedną sekundę przed każdym zdarzeniem VR i do dziesięciu sekund po każdym zdarzeniu VR. Szerokość epoki to czas potrzebny na przechwycenie SCR. Każdy zestaw sprzętu do psychofizjologii będzie miał swój własny zestaw instrukcji tworzenia epok. Aby uzyskać te informacje, zapoznaj się z instrukcją obsługi urządzenia zbierającego dane psychofizjologiczne.
      UWAGA I: Chociaż SCR zazwyczaj mają początek lub opóźnienie 1-3 s po prezentacji zdarzenia, zdarzenia VR nie zawsze są prezentowane natychmiast po zainicjowaniu. Na przykład, podczas gdy eksplozja IED i odległy ostrzał z broni palnej nastąpią natychmiast po zainicjowaniu, początek strzelaniny w ramach zasadzki rebeliantów lub przelotu Blackhawka jest opóźniony o kilka sekund. W związku z tym 10-sekundowe okno dla analiz SCR powinno być wystarczająco liberalne, aby uchwycić SCR w odpowiedzi na wszystkie zdarzenia VR.
      UWAGA II: Sprawdź, czy do analizy wybrano zdarzenia, a nie stałe przedziały czasowe. Tutaj zdarzenia są zdefiniowane przez użytkownika typu 2 - start VR specyficzny dla zdarzenia, wprowadzony przez członka zespołu badawczego.
    2. Postępuj zgodnie z procedurami przetwarzania danych opisanymi w używanym oprogramowaniu do psychofizjologii, aby oznaczyć początek i koniec każdej epoki zainteresowania i wyodrębnić dane SCR związane ze zdarzeniem. Dodatek 2 zawiera przykład zastosowania podejścia opartego na cyklu wyszukiwania. Eksport wstępnie przetworzonych danych GSR do dalszych analiz.
  4. Dalsze analizy
    UWAGA: Biorąc pod uwagę stosunkowo duże epoki związane ze zdarzeniami VR, a mianowicie od 1 s przed 10 s po zdarzeniach VR, wstępnie przetworzony plik wyjściowy będzie zawierał zarówno SCR związane ze zdarzeniami, jak i niezwiązane ze zdarzeniami lub niespecyficzne SCR. Aby określić SCR związany ze zdarzeniem, należy użyć pierwszego dodatniego odchylenia, które przekracza próg 0,02 μS występujący po co najmniej dwóch sekundach. Wybierane jest okno trwające dwie sekundy, ponieważ epoka zawiera 1 s przed prezentacją zdarzenia VR, a SCR związane ze zdarzeniem zazwyczaj nie mają opóźnienia mniejszego niż 1 s.
    1. Korzystając z oprogramowania do analizy statystycznej, określ, czy rozkład danych SCR jest normalny. Jeśli nie, zastosuj pierwiastek kwadratowy lub transformację logarytmiczną, aby skorygować skośność/kurtozę, wykonując kroki odpowiednie dla używanego pakietu analizy statystycznej.
  5. Użyj liniowych modeli mieszanych, aby przetestować wpływ aktywnego tDCS lub pozorowanego na SCR podczas VR, gdzie grupa (aktywny tDCS lub pozorowany) jest zmienną międzyosobniczą, statystycznie kontrolującą wyjściowy poziom przewodnictwa skóry (SCL) i inne czynniki demograficzne lub kliniczne (np. nasilenie PTSD). Aby przetestować wpływ tDCS na habituację między sesjami, użyj sesji VR (1 – 6) jako zmiennej wewnątrzobiektowej. Aby ocenić wpływ tDCS na habituację wewnątrzsesyjną, użyj indywidualnych drive-throughs (1 – 3) w ramach każdej sesji VR jako zmiennej wewnątrzobiektowej.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Reprezentatywne wyniki przedstawione tutaj odzwierciedlają indywidualne dane psychofizjologiczne od czterech uczestników, którzy ukończyli wyżej opisany protokół. Włączeni uczestnicy to weterani z rozpoznaniem PTSD i – zgodnie z kryteriami włączenia do badania – są w wieku od 18 do 70 lat. Biorąc pod uwagę, że jest to obecnie trwające podwójnie ślepe, randomizowane badanie kontrolowane pozorowane (NCT03372460), nie jest możliwe przedstawienie danych dotyczących skuteczności aktywnego tDCS w porównaniu z pozorowanym. W związku z tym przedstawiono indywidualne surowe, nieprzetworzone dane dotyczące przewodnictwa skórnego zebrane w ramach trwającego badania klinicznego. Zapewni to wstępny wgląd w to, czego można się spodziewać, w tym przeszkody podczas gromadzenia danych psychofizjologicznych, a w szczególności zapisów przewodnictwa skórnego. Dane dotyczące dwunastu weteranów z PTSD związanym ze strefą wojenną przy użyciu powyższego protokołu w ramach oddzielnego badania pilotażowego zostały wcześniej opublikowane23.

Na podstawie wizualnych oględzin śladów przewodnictwa skóry, uczestnik A (Rysunek 1) wydaje się wykazywać oznaki przyzwyczajenia między sesjami od pierwszej sesji VR do połowy protokołu, podczas trzeciej sesji VR, do ostatniej, szóstej sesji VR.

figure-results-1
Rysunek 1: Przykład śledzenia surowych danych dotyczących przewodnictwa skóry od uczestnika A. Rysunek 1 przedstawia zrzuty ekranu z surowymi danymi dotyczącymi przewodnictwa skóry uzyskanymi podczas sesji VR 1 (u góry), sesji VR 3 (w środku) i sesji VR 6 (u dołu). Zmniejszenie reaktywności przewodnictwa skórnego wskazuje na habituację między sesjami. Sesje VR 2, 4 i 5 nie są przedstawione na zdjęciach, aby umożliwić lepsze wizualne porównanie śladów przewodnictwa skórnego. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Oględziny śledzenia surowej kondukcji skóry uczestnika B (Rysunek 2) wydaje się wskazywać na przyzwyczajenie wewnątrz sesji, porównując pierwszy przejazd (czerwony kwadrat) z trzecim przejazdem (zielony kwadrat). Wcześniejsze badania sugerują, że chociaż habituacja w trakcie sesji jest ważna, habituacja między sesjami może być lepszym predyktorem sukcesu leczenia opartego na przedłużonej ekspozycji w przypadku PTSD33,34.

figure-results-2
Rysunek 2: Przykład śledzenia surowych danych dotyczących przewodnictwa skóry od uczestnika B. Rysunek 2 przedstawia zrzuty ekranu z surowymi danymi dotyczącymi przewodnictwa skóry uzyskanymi podczas pierwszego dysku (czerwony kwadrat) i trzeciego dysku (zielony kwadrat) jednej sesji VR. Dane przedstawione na tym rysunku mogą wskazywać na przyzwyczajenie w trakcie sesji od pierwszego przejazdu do trzeciego przejazdu. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Oględziny surowych danych przewodnictwa skóry uczestnika C (Rysunek 3) wydaje się pokazywać mniej wyraźny profil habituacji w porównaniu do uczestnika A (Rysunek 1), ten uczestnik mimo wszystko wykazuje zarówno przyzwyczajenie międzysesyjne, jak i w trakcie sesji. Ponadto, podobnie jak w przypadku uczestnika A, poziom przewodnictwa skóry jest liczbowo wyższy podczas pierwszej sesji VR w porównaniu z pozostałymi pięcioma sesjami.

figure-results-3
Rycina 3: Przykład śledzenia surowych danych dotyczących przewodnictwa skóry od uczestnika C. Rysunek 3 przedstawia zrzuty ekranu z surowymi danymi dotyczącymi przewodnictwa skóry od uczestnika C dla sesji VR od 1 do 6, uporządkowane od góry do dołu. Uczestnik C wydaje się wykazywać przyzwyczajenie zarówno międzysesyjnym, jak i w jego trakcie. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Surowe dane dotyczące przewodnictwa skóry od uczestnika D (Rysunek 4) pokazują poziom przewodnictwa skóry, który można uznać za zbyt niski dla prawidłowych analiz przy braku wizualnie wykrywalnych reakcji przewodnictwa skóry. W związku z tym te dane reprezentują niepowodzenie zbierania danych. Chociaż surowe dane ujawniają również obecność artefaktów i utratę sygnału elektrod, dla tej osoby widoczny jest utrzymujący się niski poziom przewodnictwa skóry i brak wizualnie wykrywalnych reakcji przewodnictwa skóry we wszystkich sześciu sesjach VR.

figure-results-4
Rysunek 4: Przykład śledzenia surowych danych dotyczących przewodnictwa skóry od uczestnika D. Rysunek 4 przedstawia zrzuty ekranu z surowymi danymi dotyczącymi przewodnictwa skóry od uczestnika D podczas sesji VR od 1 do 6, uporządkowane od góry do dołu, pokazujące niemierzalne poziomy przewodnictwa skóry i reakcje, a także artefakty (niebieskie owale) i utratę sygnału elektrody EDA (zielony kwadrat). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Protokół opisany powyżej opisuje jednoczesne stosowanie tDCS i VR, w przeciwieństwie do szeregowego stosowania każdej z tych technik. W odniesieniu do istniejących metod ważne jest jednoczesne zastosowanie tDCS z VR. Podczas gdy VR zapewnia bogate kontekstowo i wciągające środowisko do przetwarzania związanego ze strachem, stymulacja podprogowa zapewniana przez tDCS pozwala na modulacje wewnętrznej aktywacji neuronalnej związanej z tym przetwarzaniem związanym ze strachem. W tym protokole istnieje wiele krytycznych kroków, które można podzielić na te, które odnoszą się do implementacji tDCS+VR oraz te związane z przechwytywaniem danych psychofizjologicznych do analiz. W odniesieniu do tDCS+VR kluczowe znaczenie ma zapewnienie prawidłowej randomizacji i jednoczesnego stosowania tDCS przez całą sesję VR. Inny zaślepiony członek personelu może przeprowadzić dalsze potwierdzenie randomizacji.

Jeśli chodzi o zapewnienie jednoczesnego tDCS+VR, ważne są dwa aspekty; 1) impedancja osiągnięta podczas konfiguracji tDCS oraz 2) uruchomienie urządzenia tDCS w bliskiej odległości od uruchomienia VR. Ta ostatnia kwestia jest stosunkowo prosta i powinna zapewnić, że tDCS będzie stale stosowany przez cały czas prezentacji VR, pozostając jednocześnie w granicach bezpieczeństwa tDCS, gdy intensywność 2 mA jest stosowana przez 25 minut20. Jeśli chodzi o impedancję, pożądana jest niska impedancja. To, czy osiągnięto odpowiednią impedancję lub jakość styku, zależy od zastosowanego urządzenia tDCS. Niektóre urządzenia wyświetlają impedancję w omach, gdzie niższa jest lepsza, podczas gdy inne urządzenia używają 10- lub 20-punktowej skali wyświetlacza reprezentującej jakość styku, gdzie wyższa jest lepsza. Niezależnie od konkretnego urządzenia, użycie zwykłego roztworu soli fizjologicznej, 0,9% roztworu NaCl, w przeciwieństwie do zwykłej wody z kranu do nawilżania gąbek elektrodowych, poprawia impedancję35. Ponadto należy unikać stosowania zwykłej wody z kranu, ponieważ wiąże się to z wystąpieniem drobnych zmian skórnych35,36, jednego z poważniejszych możliwych skutków ubocznych tDCS. Zmiany skórne mogą również wystąpić, jeśli skóra pod elektrodami zostanie energicznie przetarta przed tDCS37 lub jeśli zostanie użyty żel przewodzący, który może wysuszyć 35,38 i dlatego należy go również unikać. Wreszcie, wysoka impedancja przed uruchomieniem tDCS może skutkować osiągnięciem lub przekroczeniem zalecanych parametrów bezpieczeństwa urządzenia, co spowoduje, że urządzenie wyłączy się w połowie podawania VR. Chociaż ważne jest, aby odpowiednio zwilżyć gąbki elektrod, aby zapewnić odpowiednią impedancję, należy to zrównoważyć, nie mocząc nadmiernie elektrod, ponieważ może to spowodować wyciek lub kapanie soli fizjologicznej po umieszczeniu gogli VR. Wyciek soli fizjologicznej może pozwolić na "rozłożenie się" prądu elektrycznego na większym obszarze, co skutkuje niższą, ale nieznaną gęstością prądu39, która zależy od intensywności tDCS (w mA) i wielkości elektrod (wcm2). Podobnie ważne jest, aby wyświetlacz VR montowany na głowie nie dotykał fizycznie gąbek/elektrod, aby uniknąć zakłóceń przepływu prądu i przesuwania elektrod podczas poruszania głową przez uczestników.

W tym protokole przewodnictwo skóry jest uważane za pierwszorzędową miarę wyniku. Przewodnictwo skórne jest psychofizjologiczną miarą aktywności współczulnego układu nerwowego40. Typowe czynniki związane z nabywaniem przewodnictwa skórnego, takie jak wpływ temperatury i wilgotności otoczenia, starzenie się, palenie tytoniu, stosowanie kofeiny i stosowanie leków o działaniu antycholinergicznym41, będą musiały zostać wzięte pod uwagę, ale nie zawsze mogą być wyeliminowane. Na przykład można poprosić uczestników o powstrzymanie się od używania produktów zawierających kofeinę przed sesjami VR, ale proszenie ich o odstawienie leków przeciwdepresyjnych nie jest etyczne. Co więcej, z powodów, które nie zawsze są jasne, część osób wykazuje bardzo niski lub niemierzalny poziom przewodnictwa skórnego i/lub odpowiedzi przewodnictwa skórnego, co podkreślono na rycinie 4. Dlatego ważne jest, aby zapisać próbkę o wystarczającej wielkości, aby tolerować utratę lub brak danych. Ze względu na implementację tego protokołu należy również wspomnieć, że markery zdarzeń są obecnie wprowadzane ręcznie podczas przechwytywania danych psychofizjologicznych. Chociaż jest to ograniczenie, w systemach szpitalnych nierzadko zdarza się, że komputer zarządzany przez szpital, w tym przypadku komputer, na którym działa środowisko VR, nie może być podłączony do szyfrowanej szpitalnej sieci informatycznej. Oznacza to, że nie jest możliwe, aby komputer, na którym działa środowisko VR, wysyłał sygnały (np. poprzez impuls TTL) do komputera przechwytującego dane psychofizjologiczne, który znajduje się w sieci szpitalnej. Chociaż jest to mniej eleganckie, jednym z rozwiązań jest obecność dwóch członków zespołu badawczego podczas każdej sesji VR; jeden, który kontroluje administrację VR i drugi, który ręcznie wprowadza znaczniki zdarzeń do śledzenia psychofizjologicznego, jak można zobaczyć w górnej części każdego rysunku (patrz Rysunek 1, Rysunek 2, Rysunek 3 i Rysunek 4). Nie odnosi się to jednak do obecności niewielkiej różnicy czasu, mniejszej niż pół sekundy, od momentu zainicjowania zdarzeń VR przez kontroler VR i wprowadzenia do znacznika zdarzenia przez drugą osobę. Przyszłe badania mogą chcieć złagodzić ten problem, aby markery zdarzeń mogły być automatycznie rejestrowane. Zaleca się jednak obecność drugiego członka zespołu badawczego – innego niż osoba obsługująca środowisko VR – który może obserwować uczestnika przez cały czas trwania sesji. Należy się spodziewać, że niektórzy uczestnicy mogą mieć silne reakcje emocjonalne podczas badania lub doświadczać skutków ubocznych związanych z cyberchorobą. Zdolność zespołu badawczego do szybkiego reagowania na takie sytuacje zapewnia najlepszą możliwą opiekę.

Podsumowując, protokół ten wykorzystuje jednoczesny tDCS podczas VR, aby zwiększyć habitację do scenariuszy związanych z traumą. Główną zaletą tego podejścia jest wykorzystanie immersyjnego kontekstu związanego z traumą i zastosowanie nieinwazyjnej techniki stymulacji mózgu podczas klinicznie istotnego procesu poznawczego, w przeciwieństwie do wykonywania któregokolwiek z nich po kolei. Podczas gdy opisany tutaj protokół wykorzystuje aplikację w gabinecie u weterana z PTSD, to podejście polegające na jednoczesnej nieinwazyjnej stymulacji mózgu i wirtualnej rzeczywistości może przełożyć się na inne zaburzenia oparte na strachu i lęku, a także na domowe zastosowania podejść opartych na ekspozycji.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Chcielibyśmy podziękować Sydney Brigido, Hannah Hallett, Emily Aiken, Victorii Larson, Margy Bowker, Christianie Faucher i Alexis Harle za ich poświęcenie w tym projekcie. Praca ta została wsparta nagrodą Merit Award (I01 RX002450) ze Stanów Zjednoczonych (USA) Departament Spraw Weteranów, Służba Badawczo-Rozwojowa Rehabilitacji oraz Centrum Neurorestauracji i Neurotechnologii (N2864-C) w Providence VA (VA Rehabilitation Research and Development Service). Poglądy wyrażone w tym artykule są poglądami autorów i nie reprezentują poglądów Departamentu ds. Weteranów Stanów Zjednoczonych ani rządu Stanów Zjednoczonych. Dziękujemy wszystkim uczestnikom.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Moduł akwizycji danych EKGBiopacCzęść #: ECG100CECG100C Wzmacniacz elektrokardiogramu rejestruje aktywność elektryczną generowaną przez serce w celu rejestracji EKG.
Plastry elektrod EKGBiopacCzęść #:  EL503, EL503-10Te wstępnie żelowane elektrody jednorazowe mają okrągły styk i są najbardziej odpowiednie do krótkoterminowych zapisów, w tym powierzchniowych przewodów EKG EMG, EKG, EOG itp
Biopac2 x Część #: LEAD110Te przewody elektrod są używane z jednorazowymi elektrodami zatrzaskowymi serii EL500.
Moduł akwizycji EDA/GSRBiopacCzęść #:  EDA100CEDA100C Electrodermal Activity Amplifier mierzy zarówno poziom przewodnictwa skóry (SCL), jak i odpowiedź przewodnictwa skóry (SCR), ponieważ zmieniają się one w zależności od aktywności gruczołów potowych (ekrynowych) spowodowanych stresem, pobudzeniem lub podnieceniem emocjonalnym.
Plastry elektrodowe EDA/GSRBiopacCzęść #:  EL507, EL507-10Te jednorazowe elektrody zatrzaskowe są przeznaczone do badań aktywności elektrodermalnej i są wstępnie żelowane żelem izotonicznym. Elektrody bezlateksowe dobrze dopasowują się i przylegają do palców/dłoni. Używaj z nieekranowanym przewodem elektrody LEAD110A lub SS57L.
EDA/GSR prowadziBiopac2 x Część #:  LEAD110, LEAD110A, LEAD110S-R, LEAD110S-WTe przewody elektrod są używane z jednorazowymi elektrodami zatrzaskowymi serii EL500.
Oprogramowanie do neurotargetowania HD/tDCS-Explore Kontaktmedyczny Soterixmedyczne Soterixw modelowaniu pola elektrycznego i optymalizacji montaży elektrod do celowania w mózg. Bezpłatne dostępne opcje obejmują ROAST i SIMNibs, które działają w Matlabie.
Psychofizjologia (EKG i EDA/GSR) oprogramowanie analityczneBiopacCzęść #:  ACK100W oprogramowanie ACK100MBiopac AcqKnowledge do akwizycji i analizy danych umożliwia analizę przebiegów oraz natychmiastowe przeglądanie, mierzenie, analizowanie i przekształcanie danych.
Aparatura do pomiaru psychofizjologii dla EKG i EDA/GSRBiopacCzęść #:  MP160WSW, MP160WSsystem akwizycji danych MP160; wymaga połączonych modułów EDA/GSR i EKG zamawianych osobno, patrz dwa następne wpisy.
Oprogramowanie do randomizacji i przechwytywania danychOprogramowanie Redcaphttps://www.project-redcap.org/REDCap i wsparcie konsorcjum  są dostępne bezpłatnie  organizacjom non-profit, które dołączą do konsorcjum REDCap. Przystąpienie wymaga przedłożenia standardowej umowy licencyjnej online.
Sól fizjologiczna - 0,9% NaCi, np. Vitality Medical, np. #37-6280Zwykłą sól fizjologiczną można kupić u różnych dostawców.
Elektrody i gąbki tDCSJali Medical (USA)Skontaktuj się z Jali MedicalElektrody i gąbki tDCS sprzedawane oddzielnie - skontaktuj się z dostawcą, aby zamówić odpowiedni rozmiar (np. 5x5 cm)
Przezczaszkowy stymulator prądu stałego (tDCS)Jali Medical (USA)Skontaktuj się z Jali MedicalNeuroConn DC-STIMULATOR PLUS* to jednokanałowy, programowalny stymulator prądu stałego i zmiennego.
System wirtualnej rzeczywistościVirtually BetterContact Virtually betterPTSD Suite od Virtually better "Bravemind" to aplikacja dla klinicystów specjalizujących się w leczeniu zespołu stresu pourazowego (PTSD).
. Oprogramowanie pomaga

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Meta-analysis of the efficacy of treatments for posttraumatic stress disorder. Journal of Clinical Psychiatry. 74 (6), 541-550 (2013).">Watts, B. V., et al. Meta-analysis of the efficacy of treatments for posttraumatic stress disorder. Journal of Clinical Psychiatry. 74 (6), 541-550 (2013).
  2. Applying learning principles to the treatment of post-trauma reactions. Annals of the New York Academy of Sciences. 1008 (1), 112-121 (2003).">Rothbaum, B. O., Davis, M. Applying learning principles to the treatment of post-trauma reactions. Annals of the New York Academy of Sciences. 1008 (1), 112-121 (2003).
  3. From Pavlov to PTSD: the extinction of conditioned fear in rodents, humans, and anxiety disorders. Neurobiology of Learning and Memory. 113, 3-18 (2014).">VanElzakker, M. B., et al. From Pavlov to PTSD: the extinction of conditioned fear in rodents, humans, and anxiety disorders. Neurobiology of Learning and Memory. 113, 3-18 (2014).
  4. Prefrontal mechanisms in extinction of conditioned fear. Biological Psychiatry. 60 (4), 337-343 (2006).">Quirk, G. J., Garcia, R., González-Lima, F. Prefrontal mechanisms in extinction of conditioned fear. Biological Psychiatry. 60 (4), 337-343 (2006).
  5. Functional neuroimaging of anxiety: a meta-analysis of emotional processing in PTSD, social anxiety disorder, and specific phobia. American Journal of Psychiatry. 164 (10), 1476-1488 (2007).">Etkin, A., Wager, T. D. Functional neuroimaging of anxiety: a meta-analysis of emotional processing in PTSD, social anxiety disorder, and specific phobia. American Journal of Psychiatry. 164 (10), 1476-1488 (2007).
  6. Fear extinction as a model for translational neuroscience: ten years of progress. Annual Review of Psychology. 63, 129-151 (2012).">Milad, M. R., Quirk, G. J. Fear extinction as a model for translational neuroscience: ten years of progress. Annual Review of Psychology. 63, 129-151 (2012).
  7. Aberrant resting-state brain activity in posttraumatic stress disorder: a meta-analysis and systematic review. Depression and Anxiety. 33 (7), 592-605 (2016).">Koch, S. B. J., et al. Aberrant resting-state brain activity in posttraumatic stress disorder: a meta-analysis and systematic review. Depression and Anxiety. 33 (7), 592-605 (2016).
  8. Emotional processing of fear: exposure to corrective information. Psychological Bulletin. 99 (1), 20-35 (1986).">Foa, E. B., Kozak, M. J. Emotional processing of fear: exposure to corrective information. Psychological Bulletin. 99 (1), 20-35 (1986).
  9. Effective treatments for PTSD: practice guidelines from the International Society for Traumatic Stress Studies. , Guilford Press. (2008).">Foa, E. B., Keane, T. M., Friedman, M. J., Cohen, J. A. Effective treatments for PTSD: practice guidelines from the International Society for Traumatic Stress Studies. , Guilford Press. (2008).
  10. Pathological anxiety: Emotional processing in etiology and treatment. , Guilford Press. New York. 3-24 (2006).">Foa, E. B., Huppert, J. D., Cahill, S. P. Emotional processing theory: An update. Pathological anxiety: Emotional processing in etiology and treatment. , Guilford Press. New York. 3-24 (2006).
  11. Virtual reality exposure therapy in anxiety disorders: a quantitative meta-analysis. Depression and Anxiety. 29 (2), 85-93 (2012).">Opris, D., et al. Virtual reality exposure therapy in anxiety disorders: a quantitative meta-analysis. Depression and Anxiety. 29 (2), 85-93 (2012).
  12. Virtual reality and applied psychophysiology. Applied Psychophysiology and Biofeedback. 30 (3), 183-185 (2005).">Wiederhold, B. K., Rizzo, A. S. Virtual reality and applied psychophysiology. Applied Psychophysiology and Biofeedback. 30 (3), 183-185 (2005).
  13. Effects of psychotherapeutic treatments for PTSD: a meta-analysis of controlled clinical trials. Journal of Traumatic Stress. 11 (3), 413-435 (1998).">Sherman, J. J. Effects of psychotherapeutic treatments for PTSD: a meta-analysis of controlled clinical trials. Journal of Traumatic Stress. 11 (3), 413-435 (1998).
  14. A randomized, double-blind evaluation of D-cycloserine or alprazolam combined with virtual reality exposure therapy for posttraumatic stress disorder in Iraq and Afghanistan War veterans. American Journal of Psychiatry. 171 (6), 640-648 (2014).">Rothbaum, B. O., et al. A randomized, double-blind evaluation of D-cycloserine or alprazolam combined with virtual reality exposure therapy for posttraumatic stress disorder in Iraq and Afghanistan War veterans. American Journal of Psychiatry. 171 (6), 640-648 (2014).
  15. Transcranial direct current stimulation: state of the art 2008. Brain Stimulation. 1 (3), 206-223 (2008).">Nitsche, M. A., et al. Transcranial direct current stimulation: state of the art 2008. Brain Stimulation. 1 (3), 206-223 (2008).
  16. Gyri -precise head model of transcranial DC stimulation: improved spatial focality using a ring electrode versus conventional rectangular pad. Brain Stimulation. 2 (4), 201-207 (2009).">Datta, A. Gyri -precise head model of transcranial DC stimulation: improved spatial focality using a ring electrode versus conventional rectangular pad. Brain Stimulation. 2 (4), 201-207 (2009).
  17. Direct Current Stimulation alters neuronal input/output function. Brain Stimulation. 10 (1), 36-45 (2017).">Lafon, B., Rahman, A., Bikson, M., Parra, L. C. Direct Current Stimulation alters neuronal input/output function. Brain Stimulation. 10 (1), 36-45 (2017).
  18. Battery powered thought: enhancement of attention, learning, and memory in healthy adults using transcranial direct current stimulation. Neuroimage. 85, 895-908 (2014).">Coffman, B. A., Clark, V. P., Parasuraman, R. Battery powered thought: enhancement of attention, learning, and memory in healthy adults using transcranial direct current stimulation. Neuroimage. 85, 895-908 (2014).
  19. Safety aspects of transcranial direct current stimulation concerning healthy subjects and patients. Brain Research Bulletin. 72, 208-214 (2007).">Poreisz, C., Boros, K., Antal, A., Paulus, W. Safety aspects of transcranial direct current stimulation concerning healthy subjects and patients. Brain Research Bulletin. 72, 208-214 (2007).
  20. Safety of transcranial direct current stimulation: evidence based update 2016. Brain Stimulation. 9, 641-661 (2016).">Bikson, M., et al. Safety of transcranial direct current stimulation: evidence based update 2016. Brain Stimulation. 9, 641-661 (2016).
  21. Innovative use of virtual reality technology in the treatment of PTSD in the aftermath of September 11. Psychiatric Services. 53 (9), 1083-1085 (2002).">Difede, J., Hoffman, H., Jaysinghe, N. Innovative use of virtual reality technology in the treatment of PTSD in the aftermath of September 11. Psychiatric Services. 53 (9), 1083-1085 (2002).
  22. Imaginal exposure alone and imaginal exposure with cognitive restructuring in treatment of posttraumatic stress disorder. Journal of Consulting and Clinical Psychology. 71 (4), 706-712 (2003).">Bryant, R. A., Moulds, M. L., Guthrie, R. M., Dang, S. T., Nixon, R. D. V. Imaginal exposure alone and imaginal exposure with cognitive restructuring in treatment of posttraumatic stress disorder. Journal of Consulting and Clinical Psychology. 71 (4), 706-712 (2003).
  23. Combined transcranial direct current stimulation with virtual reality exposure for posttraumatic stress disorder: feasibility and pilot results. Brain Stimulation. 12 (1), 41-43 (2019).">van't Wout, M., Shea, M. T., Larson, V., Greenberg, B., Phillip, N. Combined transcranial direct current stimulation with virtual reality exposure for posttraumatic stress disorder: feasibility and pilot results. Brain Stimulation. 12 (1), 41-43 (2019).
  24. Can transcranial direct current stimulation augment extinction of conditioned fear. Brain Stimulation. 9 (4), 529-536 (2016).">van't Wout, M., et al. Can transcranial direct current stimulation augment extinction of conditioned fear. Brain Stimulation. 9 (4), 529-536 (2016).
  25. Transcranial direct current stimulation may modulate extinction memory in posttraumatic stress disorder. Brain and behavior. 7 (5), 00681(2017).">van't Wout, M., Longo, S. M., Reddy, M. K., Philip, N. S., Bowker, M. T., Greenberg, B. D. Transcranial direct current stimulation may modulate extinction memory in posttraumatic stress disorder. Brain and behavior. 7 (5), 00681(2017).
  26. Anodal transcranial direct current stimulation over the ventromedial prefrontal cortex enhances fear extinction in healthy humans: A single blind sham-controlled study. Brain Stimulation: Basic, Translational, and Clinical Research in Neuromodulation. 13 (2), 489-491 (2020).">Vicario, C. M., et al. Anodal transcranial direct current stimulation over the ventromedial prefrontal cortex enhances fear extinction in healthy humans: A single blind sham-controlled study. Brain Stimulation: Basic, Translational, and Clinical Research in Neuromodulation. 13 (2), 489-491 (2020).
  27. Structured Clinical Interview for DSM-5 Disorders-Research Version (SCID-5-RV). American Psychiatric Assocation. , Arlington. (2014).">First, M., Williams, J., Karg, R., Spitzer, R. Structured Clinical Interview for DSM-5 Disorders-Research Version (SCID-5-RV). American Psychiatric Assocation. , Arlington. (2014).
  28. National Center for PTSD. , Interview available from the National Center for PTSD at www.ptsd.va.gov (2013).">Weathers, F., et al. The clinician-administered PTSD scale for DSM-5 (CAPS-5). National Center for PTSD. , Interview available from the National Center for PTSD at www.ptsd.va.gov (2013).
  29. The PTSD checklist for dsm-5 (pcl-5). National Center for PTSD. , Scale available from the National Center for PTSD at www.ptsd.va.gov (2013).">Weathers, F. W., Litz, B. T., Keane, T. M., Palmieri, P. A., Marx, B. P., Schnurr, P. P. The PTSD checklist for dsm-5 (pcl-5). National Center for PTSD. , Scale available from the National Center for PTSD at www.ptsd.va.gov (2013).
  30. The 16-Item Quick Inventory of Depressive Symptomatology (QIDS), clinician rating (QIDS-C), and self-report (QIDS-SR): a psychometric evaluation in patients with chronic major depression. Biological Psychiatry. 54 (5), 573-583 (2003).">Rush, A. J., et al. The 16-Item Quick Inventory of Depressive Symptomatology (QIDS), clinician rating (QIDS-C), and self-report (QIDS-SR): a psychometric evaluation in patients with chronic major depression. Biological Psychiatry. 54 (5), 573-583 (2003).
  31. Modulating what is and what could have been: The effect of transcranial direct current stimulation on the evaluation of attained and unattained decision outcomes. Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience. 17 (6), 1176-1185 (2017).">van't Wout, M., Silverman, H. Modulating what is and what could have been: The effect of transcranial direct current stimulation on the evaluation of attained and unattained decision outcomes. Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience. 17 (6), 1176-1185 (2017).
  32. A systematic review on reporting and assessment of adverse effects associated with transcranial direct current stimulation. International Journal of Neuropsychopharmacology. 14 (8), 1133-1145 (2011).">Brunoni, A. R., Amadera, J., Berbel, B., Volz, M. S., Rizzerio, B. G., Fregni, F. A systematic review on reporting and assessment of adverse effects associated with transcranial direct current stimulation. International Journal of Neuropsychopharmacology. 14 (8), 1133-1145 (2011).
  33. Fear activation and habituation patterns as early process predictors of response to prolonged exposure treatment in PTSD. Journal of Traumatic Stress: Official Publication of The International Society for Traumatic Stress Studies. 15 (5), 359-367 (2002).">van Minnen, A., Hagenaars, M. Fear activation and habituation patterns as early process predictors of response to prolonged exposure treatment in PTSD. Journal of Traumatic Stress: Official Publication of The International Society for Traumatic Stress Studies. 15 (5), 359-367 (2002).
  34. Between-session and within-session habituation in prolonged exposure therapy for posttraumatic stress disorder: a hierarchical linear modeling approach. Journal of Anxiety Disorders. 30, 81-87 (2015).">Sripada, R. K., Rauch, S. A. Between-session and within-session habituation in prolonged exposure therapy for posttraumatic stress disorder: a hierarchical linear modeling approach. Journal of Anxiety Disorders. 30, 81-87 (2015).
  35. The role of contact media at the skin-electrode interface during transcranial direct current stimulation (tDCS). Brain Stimulation: Basic, Translational, and Clinical Research in Neuromodulation. 7 (5), 762-764 (2014).">Palm, U., et al. The role of contact media at the skin-electrode interface during transcranial direct current stimulation (tDCS). Brain Stimulation: Basic, Translational, and Clinical Research in Neuromodulation. 7 (5), 762-764 (2014).
  36. Transcranial direct current stimulation in treatment resistant depression: A randomized double-blind, placebo-controlled study. Brain stimulation. 5 (3), 242-251 (2012).">Palm, U., et al. Transcranial direct current stimulation in treatment resistant depression: A randomized double-blind, placebo-controlled study. Brain stimulation. 5 (3), 242-251 (2012).
  37. Avoiding skin burns with transcranial direct current stimulation: preliminary considerations. International Journal of Neuropsychopharmacology. 14 (3), 425-426 (2011).">Loo, C. K., et al. Avoiding skin burns with transcranial direct current stimulation: preliminary considerations. International Journal of Neuropsychopharmacology. 14 (3), 425-426 (2011).
  38. Feeling the heat: the electrode-skin interface during DCS. Acta Neuropsychiatrica. 20 (2), 98-100 (2008).">Lagopoulos, J., Degabriele, R. Feeling the heat: the electrode-skin interface during DCS. Acta Neuropsychiatrica. 20 (2), 98-100 (2008).
  39. Transcranial direct current stimulation: five important issues we aren't discussing (but probably should be). Frontiers in systems neuroscience. 8, 2(2014).">Horvath, J. C., Carter, O., Forte, J. D. Transcranial direct current stimulation: five important issues we aren't discussing (but probably should be). Frontiers in systems neuroscience. 8, 2(2014).
  40. Electrodermal activity(2nd ed). , Springer. New York. (2012).">Boucsein, W. Electrodermal activity(2nd ed). , Springer. New York. (2012).
  41. Publication Recommendations for Electrodermal Measurements. Psychophysiology. 49 (8), 1017-1034 (2012).">Boucsein, W., et al. Publication Recommendations for Electrodermal Measurements. Psychophysiology. 49 (8), 1017-1034 (2012).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Transcranial Direct Current StimulationVirtual Reality ExposurePosttraumatic Stress DisorderSkin Conductance ReactivityVentromedial Prefrontal CortexElectrodermal Activity MeasurementSimultaneous tDCS VR ApplicationTrauma Related Cues ExposureHeadband Electrode PlacementVirtual Reality Driving Scenarios

Related Articles