Przezuszna stymulacja nerwu błędnego (taVNS) to najnowsza technika neuromodulacji, która nie wymaga operacji i wykorzystuje nieinwazyjne urządzenie stymulujące umieszczone w małżowinie usznej lub tragusie ucha. W związku z tym jest bardziej dostępny i bezpieczniejszy dla pacjentów1. W ostatnich latach dziedzina taVNS szybko się rozwinęła, koncentrując się przede wszystkim na badaniach klinicznych wykazujących potencjalne korzyści terapeutyczne w różnych stanach patologicznych, w tym padaczce, depresji, szumach usznych, chorobie Parkinsona, upośledzonej tolerancji glukozy, schizofrenii i migotaniu przedsionków2. Jest wiele do omówienia na temat taVNS i jego wpływu na procesy biologiczne w systemach centralnych i obwodowych. Idealnie byłoby, gdyby marker biologiczny wykazał, że gałąź uszna błędnika została pobudzona, wpływając na struktury wewnątrzczaszkowe i umożliwiając naukowcom analizę, w jaki sposób taVNS wpływa na funkcje fizjologiczne. Niemniej jednak bez wiarygodnego biomarkera nie jest łatwo zrozumieć, co oznaczają dane taVNS i jak je skutecznie interpretować.
Elektroencefalografia (EEG) jest zachęcającym narzędziem do obrazowania, które dostarcza biomarkerów dla taVNS. Jest to nieinwazyjne, niezawodne i niedrogie podejście do pomiaru i ilościowego określania aktywności kory mózgowej3,4. Po tym procesie nasza grupa przeprowadziła przegląd systematyczny, wykazując podstawowe szczegóły, że taVNS może wpływać na aktywność kory mózgowej, głównie zwiększając aktywność widma mocy EEG w niższych częstotliwościach (delta i theta). Wykryto jednak również zróżnicowane wyniki w zakresie wyższych częstotliwości (alfa) i zmian we wczesnych komponentach ERP związanych z zadaniami hamującymi. Stwierdzono dużą niejednorodność między badaniami; w związku z tym bardziej jednorodne, bardziej znaczące i dobrze zaplanowane badania są niezbędne, aby wyciągnąć bardziej wiarygodne wnioski na temat wpływu taVNS na aktywność mózgu mierzoną za pomocą EEG3. Ocena EEG podczas taVNS może przyczynić się do postępu w przyszłych badaniach nad integracją dwóch technik mobilnego, zamkniętego narzędzia, monitorowania i nieinwazyjnej stymulacji w celu wpływania na aktywność oscylacyjną mózgu4.
Asymetria alfa, która ocenia względną aktywność pasma alfa między półkulami mózgu, szczególnie na elektrodach czołowych, jest często badanym biomarkerem EEG. Wcześniejsza literatura wykorzystywała ten biomarker do analizy hipotezy podejścia i wycofania5,6, która utrzymuje, że prawa czołowa strona mózgu jest związana z zachowaniami odstawienia. Natomiast lewa strona czołowa jest związana z zachowaniami zbliżającymi się. Ponieważ alfa wiąże się z niską aktywnością mózgu, wzrost alfa po lewej stronie mózgu sugeruje niższą aktywność i może wskazywać na brak zachowania zbliżonego. Koncepcja ta pomaga wyjaśnić niektóre wyniki w paśmie alfa w lewej półkuli bocznej u pacjentów z depresją7. Dodatkowo elektrody EEG rejestrują aktywność populacji neuronów, badając łączność funkcjonalną (FC) lub zmiany w sieciach mózgowych na dużą skalę, takich jak sieć trybu domyślnego (DMN)7,8.
Na tej podstawie, elektroencefalografia ilościowa może być wykorzystana do oceny wpływu taVNS na aktywność mózgu; jednak potrzebne są dalsze badania, aby systematycznie demonstrować konkretne wskaźniki i efekty, które podkreślałyby nieinwazyjną stymulację przez gałąź uszną nerwu błędnego.
Obwodowo, nerw błędny i współczulny układ nerwowy pośredniczą w kurczliwości i funkcji elektrycznej serca9. Regulacja ta wspomaga zdolność rozrusznika serca i kontroluje go poprzez fizjologiczne objawy organizmu, znane jako depolaryzacja zatok. Zmienność rytmu serca (HRV) rejestruje zmiany depolaryzacji zatok na uderzenie, opisując w ten sposób nieinwazyjnie wpływy nerwu błędnego na węzeł zatokowy10. Biorąc pod uwagę tę funkcję, HRV było postrzegane i badane jako ważny biomarker funkcji neurosercowej związany z samopoczuciem danej osoby i prawdopodobieństwem zachorowalności, śmiertelności i stresu11,12.
W kontekście taVNS, HRV zostało zarejestrowane w wielu próbach i uważano, że stymulacja moduluje HRV9,11,12. Biorąc pod uwagę, że obniżona HRV jest związana z zachorowalnością i śmiertelnością różnych chorób poprzez mechanizmy takie jak nadmierna aktywność współczulnego układu nerwowego, reakcja zapalna i stres oksydacyjny, uważa się, że modulacja nerwu błędnego taVNS ma bezpośredni wpływ na HRV i jego regulację zatok13,14. W rzeczywistości niektóre badania wykazały już, że taVNS może zwiększać HRV u zdrowych osób, co potwierdza tę hipotezę15,16. Nadal jednak istnieje potrzeba lepszego zrozumienia, czy różne parametry taVNS mogą w różny sposób wpływać na HRV.
Obecnie żadne badania mechanistyczne nie badały wpływu tej techniki na sieć neuronową taVNS i autonomiczny układ nerwowy razem. Dlatego protokół ten ma na celu ocenę, w jaki sposób taVNS może wpływać na wskaźniki EEG i HRV oraz ocenę jego bezpieczeństwa. Ponadto ma to na celu zidentyfikowanie predyktorów, które mogą wpływać na odpowiedź na taVNS. Zrozumienie zmiennych związanych z reakcją na taVNS może pomóc w projektowaniu przyszłych badań klinicznych, aby zmaksymalizować efekty tej interwencji.