Name: Laboratoryjne podawanie przezskórnej stymulacji nerwu błędnego usznego (taVNS): technika, celowanie i rozważania (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 31 s
Description: Poznaj metodologię przezskórnej stymulacji nerwu błędnego usznego (taVNS) dla zastosowań neuropsychiatrycznych. Technika ta umożliwia bezpieczną, nieinwazyjną neuromodulację z indywidualnie dobranymi parametrami.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Badania opisane w tej publikacji były wspierane przez fundusze z National Institutes of Health National Center of Neuromodulation for Rehabilitation, NIH/NICHD Grant Number P2CHD086844, który został przyznany Uniwersytetowi Medycznemu Południowej Karoliny. Wyłączną odpowiedzialność za treść ponoszą autorzy i niekoniecznie reprezentują one oficjalne poglądy NIH lub NICHD.

Ten eksperymentalny protokół ilustruje typową konfigurację taVNS do użytku w warunkach laboratoryjnych lub klinicznych, w której naszym celem jest stymulacja przedniej ściany kanału słuchowego (tragus) w pozycji leżącej na plecach za pomocą okrągłej metalowej elektrody o średnicy 8mm. Metody te można naśladować w przypadku alternatywnych aktywnych miejsc leczenia, po prostu zmieniając pozycję elektrody na małżowinę konchową. Wszystkie metody i procedury zostały zatwierdzone przez IRB przez Human Research Protection Program (HRPP) w City College New York.
1. Materiały
<ol>
	<li>Upewnij się, że wszystkie materiały wymagane do podania taVNS są przygotowane (Rysunek 3). Stymulator taVNS może być urządzeniem zasilanym bateryjnie, które spełnia lokalne przepisy bezpieczeństwa lub zasilanym z konwencjonalnego gniazdka elektrycznego z wbudowanymi mechanizmami bezpieczeństwa, które zapobiegają niezamierzonym przepięciom elektrycznym. Wymagany jest stymulator prądu stałego (sterowany prądem) o maksymalnej mocy wyjściowej 5 mA.</li>
	<li>W przypadku taVNS należy stosować elektrody stymulacyjne wykonane z okrągłego metalu przewodzącego (cyna, Ag/AgCl, złoto) w połączeniu z medium przewodzącym, takim jak żel elektrolitowy lub pasta przewodząca (patrz tabela materiałów). Alternatywnie użyj elektrod przewodzących wykonanych z elastycznych przewodzących elektrod węglowych i żelu przewodzącego, które mogą, ale nie muszą, być adhezyjne. Nigdy nie umieszczaj elektrod bezpośrednio na skórze bez medium przewodzącego, ponieważ może to stanowić niepotrzebne ryzyko dla uczestnika i powodować dyskomfort lub ból.</li>
	<li>Korzystać z uruchomionego na komputerze oprogramowania skryptowego (patrz tabela materiałów), które jest zaprogramowane i służy do sterowania stymulatorem i inicjowania stymulacji o określonych parametrach. Parametry te obejmują natężenie prądu (mA), szerokość impulsu (μs), częstotliwość (Hz), cykl pracy (czas włączania/wyłączania, s), czas trwania sesji (min).</li>
	<li>Użyj wacików nasączonych alkoholem (70% alkoholu izopropylowego), aby przygotować powierzchnię skóry przed przymocowaniem elektrod do ucha. Usuwa to oleje powierzchniowe z powierzchni skóry i zmniejsza opór skóry, zapewniając stymulację na bezpiecznym poziomie mocy.</li>
</ol>
2. Celowanie w uszy i przygotowanie skóry
<ol>
	<li>Do przeprowadzenia taVNS w środowisku badawczym należy zastosować następujące ogólne kryteria włączenia: wiek 18–70 lat, brak bólu twarzy lub ucha, brak niedawnego urazu ucha, brak metalowych implantów, w tym rozruszników serca, brak ciąży.</li>
	<li>W eksperymentach z udziałem zdrowych uczestników w warunkach laboratoryjnych należy stosować następujące kryteria wykluczenia: osobista lub rodzinna historia napadów padaczkowych, zaburzenia nastroju lub układu krążenia, uzależnienie od alkoholu lub niedawnego zażywania nielegalnych narkotyków, wszelkie środki farmakologiczne, o których wiadomo, że zwiększają ryzyko napadów.</li>
	<li>Posadź uczestnika na wygodnym łóżku lub krześle w pozycji leżącej na plecach lub w innej zrelaksowanej pozycji z nogami uniesionymi i podpartą głową.</li>
	<li>Sprawdź lewe ucho uczestnika. Upewnij się, że nie jest założona żadna biżuteria, a cały makijaż i balsam zostały usunięte. Upewnij się, że w miejscu stymulacji nie ma przeciwwskazań związanych ze skórą, w tym oparzeń słonecznych, skaleczeń, zmian chorobowych, otwartych ran.</li>
	<li>Znajdź cel stymulacji, oznaczony przez przednią ścianę zewnętrznego przewodu słuchowego na zewnątrz, znajdując tragus. Stymulacja będzie dostarczana do części przewodu słuchowego znajdującej się bezpośrednio za tragusem (<silna klasa="xfig">Rysunek 4).</li>
	<li>Użyj wacika nasączonego alkoholem, aby delikatnie wyszorować miejsce docelowe, zarówno wewnętrznie, jak i zewnętrznie, aby zmniejszyć opór skóry i zwiększyć przewodność.</li>
</ol>
3. Przygotowanie i rozmieszczenie elektrod
<ol>
	<li>Jeśli używasz elektrod jednorazowych, należy je wizualnie sprawdzić, aby upewnić się, że odsłonięta jest czysta, wolna od korozji powierzchnia. Upewnij się, że elektrody są zdezynfekowane, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się bakterii między obiektami. Można to zrobić za pomocą chusteczek nasączonych alkoholem lub chusteczek sterylizacyjnych do szorowania elektrod. Jeśli używasz elektrod jednorazowych, przejdź do kroku 3.2.</li>
	<li>Równomiernie rozprowadź cienką warstwę pasty przewodzącej na powierzchni elektrody. Spowoduje to rozprowadzenie energii elektrycznej do miejsca stymulacji. W przypadku okrągłej elektrody o średnicy 8 mm wystarczająca jest ilość pasty wielkości ziarnka grochu. Rozprowadź pastę za pomocą wąskiego drewnianego aplikatora, aby utworzyć cienką warstwę <1 mm pasty na obu elektrodach.</li>
	<li>Podłącz elektrod do urządzenia stymulacyjnego, gdy urządzenie jest wyłączone i sprawdź polaryzację elektrod (czerwona/elektroda dodatnia: anoda,/elektroda ujemna: katoda). Jest to ważny szczegół, ponieważ celowanie zależy od polaryzacji - anoda (czerwony/dodatni koniec) to elektroda umieszczona wewnątrz kanału słuchowego i skierowana na przednią ścianę zewnętrznego kanału słuchowego. Katoda (końcówka/ujemna) znajduje się na zewnątrz ucha przymocowanego do tragusa. W celu stymulacji pozorowanej anodę umieszcza się po przedniej stronie ucha.</li>
	<li>Przypnij elektrodę sprężynową do tragusa tak, aby anoda stykała się z przednią ścianą zewnętrznego przewodu słuchowego, a katoda stykała się z przednią częścią tragusa. 
	nuta: W przypadku prowadzenia stymulacji pozorowanej przypiąć elektrodę do płatka ucha (kontrola aktywna). Alternatywnie, stymulacja pozorowana może być dostarczana poprzez przymocowanie klipsów stymulacyjnych do miejsca aktywnego i brak dostarczania prądu elektrycznego (kontrola pasywna).</li>
	<li>Ponieważ badani będą odczuwać nacisk elektrod przypiętych do ucha, upewnij się, że ciśnienie to nie jest nieprzyjemne ani nie zakłóca regionalnego przepływu krwi, o czym świadczy blada biała skóra w miejscu klipsa lub ból fizyczny odczuwany przez badanego. Po tym momencie określ próg percepcyjny (PT), który zostanie opisany w następnym kroku proceduralnym.</li>
</ol>
4. Wyznaczanie progu percepcyjnego (PT)
UWAGA: Próg percepcyjny jest krytyczną wartością używaną do określenia mocy stymulacji taVNS. Wartość ta jest definiowana jako minimalna ilość energii elektrycznej wymaganej do postrzegania stymulacji elektrycznej na skórze opisanej jako uczucie kłucia lub mrowienia.
<ol>
	<li>Określ PT za pomocą prostego binarnego wyszukiwania parametrycznego typu step-up i step-down. Najpierw włącz stymulator i ustaw wyjście na 3 mA. Dostarcz 1-sekundowy ciąg stymulacji taVNS o żądanej szerokości impulsu (zwykle 250–500 μs) i częstotliwości (25 Hz, może się różnić w zależności od zastosowania).</li>
	<li>Zapytaj badanego, czy poczuł stymulację. Uczucie jest zwykle zgłaszane jako uczucie "łaskotania" lub "kłucia".
	<ol>
		<li>Jeśli TAK, zmniejsz intensywność stymulacji o 50% i powtórz krok 4.2. Jeśli NIE, zwiększ intensywność stymulacji o 50% i powtórz krok 4.2.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Powtarzaj proces opisany w kroku 4.2, aż do zarejestrowania co najmniej 4 odpowiedzi "TAK", w których czwarta odpowiedź TAK musi nastąpić po NIE. Intensywność (w mA) PT będzie wartością, przy której badany wypowiada swoją czwartą odpowiedź TAK.</li>
	<li>Użyj przykładu, w którym znajdowanie progu PT jest wymienione w tabeli 1, aby pomóc w określeniu PT.</li>
</ol>
5. Dostarczanie stymulacji
<ol>
	<li>Gdy badany poczuje się komfortowo, elektrody stymulacyjne są odpowiednio przymocowane do pożądanego celu, a próg percepcyjny jest określony na żądaną szerokość i częstotliwość impulsu, rozpocznij stymulację.</li>
	<li>Użyj komputera z graficznym interfejsem użytkownika generującym impulsy (np. stimDesigner, freeware dołączonym do tego manuskryptu) podłączonego do jednostki akwizycji danych (DAQ) do sterowania systemem stymulacji. Oprogramowanie powinno wyprowadzać impulsy TTL jako programowalne ustawienia (<silna klasa = "xfig" > Rysunek 5). Impulsy TTL będą przesyłane BNC do portu "trigger in" stymulatora. Ten interfejs oprogramowania/stymulatora umożliwia modulację częstotliwości, cyklu pracy (czas włączenia/wyłączenia) i czasu trwania sesji (<silna klasa = "xfig" > Rysunek 6). Używany graficzny interfejs użytkownika jest dołączony jako bezpłatny zasób o otwartym kodzie źródłowym do tego rękopisu.
	<ol>
		<li>Upewnij się, że stymulacja jest dostarczana na bardzo wysokich poziomach, takich jak 200% klasy PT 8,9. Na przykład, jeśli PT zostanie określone na 0,8 mA, stymulacja zostanie dostarczona przy 1,6 mA.</li>
		<li>Upewnij się, że wytyczne dotyczące cykli pracy są przestrzegane podczas przeprowadzania długich sesji stymulacji. Typowe cykle pracy mają 30–60 s okresów "włączenia" i 60–120 s okresów "wyłączenia" lub 20–50% cykli pracy.</li>
		<li>Zmieniaj długość sesji stymulacji (czas całkowity). Badania sugerują, że 30-60 minutowe sesje stymulacji przy 25% cyklu pracy są bezpieczne i wolne od jakichkolwiek ostrych skutków ubocznych lub zdarzeń niepożądanych. Sesje te można bezpiecznie powtarzać w odstępach 12–24 godzin. 
		UWAGA: bezpieczeństwo taVNS jest niejasne w przypadku dłuższych okresów sesji stymulacji, większych procentowych cykli pracy (>40%), przyspieszonych paradygmatów i wyższych dawek prądu stymulacji.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
6. Po taVNS
<ol>
	<li>Po zakończeniu stymulacji zapisz obiektywne dane dotyczące dyskomfortu stymulacji i skutków ubocznych. Chociaż taVNS, podobnie jak wszczepialny VNS, ma ograniczone obawy dotyczące bezpieczeństwa8,28, monitoruj i rejestruj odczucia, dyskomfort i wszelkie zdarzenia niepożądane w skali od 0 do 1029.</li>
	<li>Wyjmij elektrodę stymulacyjnej z ucha i usuń resztki pasty przewodzącej z ucha pacjenta za pomocą wacika nasączonego alkoholem.</li>
	<li>Użyj alkoholu do czyszczenia i dezynfekcji elektrody stymulacyjnej natychmiast po wyjęciu z ucha pacjenta.</li>
	<li>Sprawdź ucho pod kątem zaczerwienienia lub podrażnienia w miejscu stymulacji i zapisz wszelkie obserwacje.</li>
</ol>

<ol><li>Berthoud, H. R., Neuhuber, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+and+chemical+anatomy+of+the+afferent+vagal+system%5BTitle%5D)+AND+%22Autonomic+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Functional and chemical anatomy of the afferent vagal system.</a> Autonomic Neuroscience. 85 (1-3), 1-17 (2000).</li>
<li>George, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vagus+nerve+stimulation%3A+a+new+form+of+therapeutic+Brain+Stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22CNS+Spectrums%22%5BJournal%5D)">Vagus nerve stimulation: a new form of therapeutic Brain Stimulation.</a> CNS Spectrums. 5 (11), 43-52 (2000).</li>
<li>Nemeroff, C. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((VNS+therapy+in+treatment-resistant+depression%3A+clinical+evidence+and+putative+neurobiological+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychopharmacology%22%5BJournal%5D)">VNS therapy in treatment-resistant depression: clinical evidence and putative neurobiological mechanisms.</a> Neuropsychopharmacology. 31 (7), 1345-1355 (2006).</li>
<li>Ventureyra, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcutaneous+vagus+nerve+stimulation+for+partial+onset+seizure+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Child%27s+Nervous+System%22%5BJournal%5D)">Transcutaneous vagus nerve stimulation for partial onset seizure therapy.</a> Child's Nervous System. 16 (2), 101-102 (2000).</li>
<li>Peuker, E. T., Filler, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+nerve+supply+of+the+human+auricle%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Anatomy%22%5BJournal%5D)">The nerve supply of the human auricle.</a> Clinical Anatomy. 15 (1), 35-37 (2002).</li>
<li>Kreuzer, P. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcutaneous+vagus+nerve+stimulation%3A+retrospective+assessment+of+cardiac+safety+in+a+pilot+study%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Transcutaneous vagus nerve stimulation: retrospective assessment of cardiac safety in a pilot study.</a> Frontiers in Psychiatry. 3, 70(2012).</li>
<li>Kreuzer, P. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feasibility%2C+safety+and+efficacy+of+transcutaneous+vagus+nerve+stimulation+in+chronic+tinnitus%3A+an+open+pilot+study%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">Feasibility, safety and efficacy of transcutaneous vagus nerve stimulation in chronic tinnitus: an open pilot study.</a> Brain Stimulation. 7 (5), 740-747 (2014).</li>
<li>Badran, B. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Short+trains+of+transcutaneous+auricular+vagus+nerve+stimulation+%28taVNS%29+have+parameter-specific+effects+on+heart+rate%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">Short trains of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) have parameter-specific effects on heart rate.</a> Brain Stimulation. 11 (4), 699-708 (2018).</li>
<li>Badran, B. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurophysiologic+effects+of+transcutaneous+auricular+vagus+nerve+stimulation+%28taVNS%29+via+electrical+stimulation+of+the+tragus%3A+A+concurrent+taVNS%2FfMRI+study+and+review%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">Neurophysiologic effects of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) via electrical stimulation of the tragus: A concurrent taVNS/fMRI study and review.</a> Brain Stimulation. 11 (3), 492-500 (2018).</li>
<li>Clancy, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+vagus+nerve+stimulation+in+healthy+humans+reduces+sympathetic+nerve+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">Non-invasive vagus nerve stimulation in healthy humans reduces sympathetic nerve activity.</a> Brain Stimulation. 7 (6), 871-877 (2014).</li>
<li>Usichenko, T., Hacker, H., Lotze, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcutaneous+auricular+vagal+nerve+stimulation+%28taVNS%29+might+be+a+mechanism+behind+the+analgesic+effects+of+auricular+acupuncture%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">Transcutaneous auricular vagal nerve stimulation (taVNS) might be a mechanism behind the analgesic effects of auricular acupuncture.</a> Brain Stimulation. 10 (6), 1042-1044 (2017).</li>
<li>Rong, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+transcutaneous+auricular+vagus+nerve+stimulation+on+major+depressive+disorder%3A+A+nonrandomized+controlled+pilot+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Affective+Disorders%22%5BJournal%5D)">Effect of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation on major depressive disorder: A nonrandomized controlled pilot study.</a> Journal of Affective Disorders. 195, 172-179 (2016).</li>
<li>Bauer, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcutaneous+vagus+nerve+stimulation+%28tVNS%29+for+treatment+of+drug-resistant+epilepsy%3A+a+randomized%2C+double-blind+clinical+trial+%28cMPsE02%29%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">Transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS) for treatment of drug-resistant epilepsy: a randomized, double-blind clinical trial (cMPsE02).</a> Brain Stimulation. 9 (3), 356-363 (2016).</li>
<li>Jacobs, H. I., Riphagen, J. M., Razat, C. M., Wiese, S., Sack, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcutaneous+vagus+nerve+stimulation+boosts+associative+memory+in+older+individuals%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Aging%22%5BJournal%5D)">Transcutaneous vagus nerve stimulation boosts associative memory in older individuals.</a> Neurobiology of Aging. 36 (5), 1860-1867 (2015).</li>
<li>Jongkees, B. J., Immink, M. A., Finisguerra, A., Colzato, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcutaneous+Vagus+Nerve+Stimulation+%28tVNS%29+Enhances+Response+Selection+During+Sequential+Action%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Psychology%22%5BJournal%5D)">Transcutaneous Vagus Nerve Stimulation (tVNS) Enhances Response Selection During Sequential Action.</a> Frontiers in Psychology. 9, 1159(2018).</li>
<li>Sellaro, R., de Gelder, B., Finisguerra, A., Colzato, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcutaneous+vagus+nerve+stimulation+%28tVNS%29+enhances+recognition+of+emotions+in+faces+but+not+bodies%5BTitle%5D)+AND+%22Cortex%22%5BJournal%5D)">Transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS) enhances recognition of emotions in faces but not bodies.</a> Cortex. 99, 213-223 (2018).</li>
<li>Jin, Y., Kong, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcutaneous+vagus+nerve+stimulation%3A+a+promising+method+for+treatment+of+autism+spectrum+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Transcutaneous vagus nerve stimulation: a promising method for treatment of autism spectrum disorders.</a> Frontiers in Neuroscience. 10, (2016).</li>
<li>Colzato, L. S., Ritter, S. M., Steenbergen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcutaneous+vagus+nerve+stimulation+%28tVNS%29+enhances+divergent+thinking%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">Transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS) enhances divergent thinking.</a> Neuropsychologia. 111, 72-76 (2018).</li>
<li>George, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vagus+nerve+stimulation+for+the+treatment+of+depression+and+other+neuropsychiatric+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Review+of+Neurotherapeutics%22%5BJournal%5D)">Vagus nerve stimulation for the treatment of depression and other neuropsychiatric disorders.</a> Expert Review of Neurotherapeutics. 7 (1), 63-74 (2007).</li>
<li>Kong, J., Fang, J., Park, J., Li, S., Rong, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treating+Depression+with+Transcutaneous+Auricular+Vagus+Nerve+Stimulation%3A+State+of+the+Art+and+Future+Perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Treating Depression with Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation: State of the Art and Future Perspectives.</a> Frontiers in Psychiatry. 9, 20(2018).</li>
<li>Dawson, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safety%2C+feasibility%2C+and+efficacy+of+vagus+nerve+stimulation+paired+with+upper-limb+rehabilitation+after+ischemic+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Safety, feasibility, and efficacy of vagus nerve stimulation paired with upper-limb rehabilitation after ischemic stroke.</a> Stroke. 47 (1), 143-150 (2016).</li>
<li>Liu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vagus+nerve+stimulation+inhibits+heroin-seeking+behavior+induced+by+heroin+priming+or+heroin-associated+cues+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Letters%22%5BJournal%5D)">Vagus nerve stimulation inhibits heroin-seeking behavior induced by heroin priming or heroin-associated cues in rats.</a> Neuroscience Letters. 494 (1), 70-74 (2011).</li>
<li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+Vagus+Nerve+Stimulation+Improves+Autonomic+Control+and+Attenuates+Systemic+Inflammation+and+Heart+Failure+Progression+in+a+Canine+High-Rate+Pacing+ModelCLINICAL+PERSPECTIVE%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%3A+Heart+Failure%22%5BJournal%5D)">Chronic Vagus Nerve Stimulation Improves Autonomic Control and Attenuates Systemic Inflammation and Heart Failure Progression in a Canine High-Rate Pacing ModelCLINICAL PERSPECTIVE.</a> Circulation: Heart Failure. 2 (6), 692-699 (2009).</li>
<li>De Ridder, D., Kilgard, M., Engineer, N., Vanneste, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Placebo-controlled+vagus+nerve+stimulation+paired+with+tones+in+a+patient+with+refractory+tinnitus%3A+a+case+report%5BTitle%5D)+AND+%22Otology+%26+Neurotology%22%5BJournal%5D)">Placebo-controlled vagus nerve stimulation paired with tones in a patient with refractory tinnitus: a case report.</a> Otology & Neurotology. 36 (4), 575-580 (2015).</li>
<li>Shim, H. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feasibility+and+safety+of+transcutaneous+vagus+nerve+stimulation+paired+with+notched+music+therapy+for+the+treatment+of+chronic+tinnitus%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Audiology+%26+Otology%22%5BJournal%5D)">Feasibility and safety of transcutaneous vagus nerve stimulation paired with notched music therapy for the treatment of chronic tinnitus.</a> Journal of Audiology & Otology. 19 (3), 159-167 (2015).</li>
<li>Chesterton, L. S., Foster, N. E., Wright, C. C., Baxter, G. D., Barlas, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+TENS+frequency%2C+intensity+and+stimulation+site+parameter+manipulation+on+pressure+pain+thresholds+in+healthy+human+subjects%5BTitle%5D)+AND+%22Pain%22%5BJournal%5D)">Effects of TENS frequency, intensity and stimulation site parameter manipulation on pressure pain thresholds in healthy human subjects.</a> Pain. 106 (1-2), 73-80 (2003).</li>
<li>Badran, B. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tragus+or+cymba+conchae%3F+Investigating+the+anatomical+foundation+of+transcutaneous+auricular+vagus+nerve+stimulation+%28taVNS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">Tragus or cymba conchae? Investigating the anatomical foundation of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS).</a> Brain Stimulation. 11 (4), 947-948 (2018).</li>
<li>Ramsay, R. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vagus+nerve+stimulation+for+treatment+of+partial+seizures%3A+2.+Safety%2C+side+effects%2C+and+tolerability.+First+International+Vagus+Nerve+Stimulation+Study+Group%5BTitle%5D)+AND+%22Epilepsia%22%5BJournal%5D)">Vagus nerve stimulation for treatment of partial seizures: 2. Safety, side effects, and tolerability. First International Vagus Nerve Stimulation Study Group.</a> Epilepsia. 35 (3), 627-636 (1994).</li>
<li>Farrar, J. T., Young, J. P., LaMoreaux, L., Werth, J. L., Poole, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+importance+of+changes+in+chronic+pain+intensity+measured+on+an+11-point+numerical+pain+rating+scale%5BTitle%5D)+AND+%22Pain%22%5BJournal%5D)">Clinical importance of changes in chronic pain intensity measured on an 11-point numerical pain rating scale.</a> Pain. 94 (2), 149-158 (2001).</li>
<li>Badran, B. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Short+trains+of+transcutaneous+auricular+vagus+nerve+stimulation+%28taVNS%29+have+parameter-specific+effects+on+heart+rate%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">Short trains of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) have parameter-specific effects on heart rate.</a> Brain Stimulation. , (2018).</li>
<li>Bauer, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcutaneous+Vagus+Nerve+Stimulation+%28tVNS%29+for+Treatment+of+Drug-Resistant+Epilepsy%3A+A+Randomized%2C+Double-Blind+Clinical+Trial+%28cMPsE02%29%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">Transcutaneous Vagus Nerve Stimulation (tVNS) for Treatment of Drug-Resistant Epilepsy: A Randomized, Double-Blind Clinical Trial (cMPsE02).</a> Brain Stimulation. 9 (3), 356-363 (2016).</li>
<li>Bikson, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Limited+output+transcranial+electrical+stimulation+%28LOTES-2017%29%3A+Engineering+principles%2C+regulatory+statutes%2C+and+industry+standards+for+wellness%2C+over-the-counter%2C+or+prescription+devices+with+low+risk%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">Limited output transcranial electrical stimulation (LOTES-2017): Engineering principles, regulatory statutes, and industry standards for wellness, over-the-counter, or prescription devices with low risk.</a> Brain Stimulation. 11 (1), 134-157 (2018).</li>
<li>Kraus, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((BOLD+fMRI+deactivation+of+limbic+and+temporal+brain+structures+and+mood+enhancing+effect+by+transcutaneous+vagus+nerve+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Transmission%22%5BJournal%5D)">BOLD fMRI deactivation of limbic and temporal brain structures and mood enhancing effect by transcutaneous vagus nerve stimulation.</a> Journal of Neural Transmission. 114 (11), 1485-1493 (2007).</li>
<li>Kraus, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CNS+BOLD+fMRI+effects+of+sham-controlled+transcutaneous+electrical+nerve+stimulation+in+the+left+outer+auditory+canal-a+pilot+study%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">CNS BOLD fMRI effects of sham-controlled transcutaneous electrical nerve stimulation in the left outer auditory canal-a pilot study.</a> Brain Stimulation. 6 (5), 798-804 (2013).</li>
<li>Fallgatter, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Far+field+potentials+from+the+brain+stem+after+transcutaneous+vagus+nerve+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Transmission%22%5BJournal%5D)">Far field potentials from the brain stem after transcutaneous vagus nerve stimulation.</a> Journal of Neural Transmission. 110 (12), 1437-1443 (2003).</li>
<li>Fallgatter, A. J., Ehlis, A. -C., Ringel, T. M., Herrmann, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age+effect+on+far+field+potentials+from+the+brain+stem+after+transcutaneous+vagus+nerve+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Age effect on far field potentials from the brain stem after transcutaneous vagus nerve stimulation.</a> International Journal of Psychophysiology. 56 (1), 37-43 (2005).</li>
<li>Polak, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Far+field+potentials+from+brain+stem+after+transcutaneous+vagus+nerve+stimulation%3A+optimization+of+stimulation+and+recording+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Transmission%22%5BJournal%5D)">Far field potentials from brain stem after transcutaneous vagus nerve stimulation: optimization of stimulation and recording parameters.</a> Journal of Neural Transmission. 116 (10), 1237-1242 (2009).</li>
<li>Greif, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcutaneous+electrical+stimulation+of+an+auricular+acupuncture+point+decreases+anesthetic+requirement%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+the+American+Society+of+Anesthesiologists%22%5BJournal%5D)">Transcutaneous electrical stimulation of an auricular acupuncture point decreases anesthetic requirement.</a> The Journal of the American Society of Anesthesiologists. 96 (2), 306-312 (2002).</li>
<li>Wang, S. -M., Peloquin, C., Kain, Z. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+auricular+acupuncture+to+reduce+preoperative+anxiety%5BTitle%5D)+AND+%22Anesthesia+%26+Analgesia%22%5BJournal%5D)">The use of auricular acupuncture to reduce preoperative anxiety.</a> Anesthesia & Analgesia. 93 (5), 1178-1180 (2001).</li>
<li>Badran, B. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcutaneous+auricular+vagus+nerve+stimulation+%28taVNS%29+for+improving+oromotor+function+in+newborns%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%3A+Basic%2C+Translational%2C+and+Clinical+Research+in+Neuromodulation%22%5BJournal%5D)">Transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) for improving oromotor function in newborns.</a> Brain Stimulation: Basic, Translational, and Clinical Research in Neuromodulation. , (2018).</li>
<li>Borovikova, L. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vagus+nerve+stimulation+attenuates+the+systemic+inflammatory+response+to+endotoxin%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Vagus nerve stimulation attenuates the systemic inflammatory response to endotoxin.</a> Nature. 405 (6785), 458-462 (2000).</li>
<li>Ulloa, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+vagus+nerve+and+the+nicotinic+anti-inflammatory+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Drug+Discovery%22%5BJournal%5D)">The vagus nerve and the nicotinic anti-inflammatory pathway.</a> Nature Reviews Drug Discovery. 4 (8), 673-684 (2005).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podobnie jak w przypadku wszystkich nowych metod, wszystkie opisane kroki mają kluczowe znaczenie dla bezpiecznego podawania taVNS. Najważniejszą kwestią jest bezpieczeństwo pacjenta, które obejmuje nie tylko ograniczanie ryzyka przed taVNS poprzez odpowiednie badania przesiewowe, ale także monitorowanie badanych podczas stymulacji pod kątem dyskomfortu, bólu lub zdarzeń niepożądanych. Oto trzy najważniejsze kwestie, które należy wziąć pod uwagę przy podawaniu taVNS. Badania przesiewowe w kierunku przeciwwskazań taVNS - przeciwwskazania są następujące: jakakolwiek obecna lub przeszła historia zaburzeń sercowo-naczyniowych, ból twarzy lub ucha, niedawny uraz ucha, metalowe implanty powyżej poziomu szyi. W celu prawidłowego przygotowania skóry pacjenta, usunięcie wszelkich olejków powierzchniowych, brudu lub makijażu z powierzchni skóry za pomocą alkoholu pomaga w przewodzeniu elektrod, zmniejsza napięcie stymulacji wymagane do napędzania stymulatora i ostatecznie skutkuje bardziej tolerowaną i bezpieczną sesją stymulacji. Zachęca się do stosowania stymulatora i elektrod spełniających wytyczne dotyczące przezczaszkowej stymulacji elektrycznej o niskiej mocy (LOTES)32. LOTES ustala wytyczne i standardy branżowe dla stymulatorów elektrycznych, które są przeznaczone do stymulacji głowy i szyi, i zachęca się grupy do zapoznania się z tym dokumentem przed zbudowaniem własnych systemów. Zaleca się stosowanie stymulatora wtykowego zatwierdzonego przez FDA (patrz tabela materiałów) lub niskonapięciowego (<50 V), zasilanego bateryjnie, stabilizatora prądu z wbudowanymi odpowiednimi środkami bezpieczeństwa, aby uniknąć niezamierzonego nadmiernego dostarczania prądu do miejsca stymulacji. Upewnij się, że elektrody są wyprodukowane i zmontowane do określonego użytku w taVNS. Upewnij się, że aktualne wytyczne dotyczące produkcji i inżynierii są przestrzegane jako odniesienie, jeśli używane są niestandardowe systemy wyprodukowane w laboratorium.
Jednym z czynników branych pod uwagę przy taVNS jest zapewnienie, że napięcie wyjściowe stymulatora prądu stałego może przezwyciężyć opór skóry i dostarczyć prąd wymagany do stymulacji. Prawo Ohma (V=IR) pokazuje zależność między prądem (I) a rezystancją skóry (R). Zalecany jest stymulator stołowy o napięciu co najmniej 20 V, aby uniknąć systemu o zbyt małej mocy. Ciepło wytwarzane przez skórę głowy lub otoczenie może powodować degradację pasty przewodzącej. W takim przypadku zaleca się przerwanie stymulacji i ponowne przygotowanie skóry i elektrod za pomocą nowej pasty przewodzącej.
Ograniczeniem taVNS jest ogromna przestrzeń parametrów. Nie wiadomo, co jest ważniejsze – szerokość impulsu czy częstotliwość. Brakuje danych z ostatnich badań taVNS, które odpowiadałyby na takie pytania. Różne efekty behawioralne wynikają z różnych szerokości impulsów, częstotliwości i prądów stymulacji 13,33,34,35,36,37,38,39.
W tej chwili sugeruje się, że szerokość impulsu 500 μs jest najbardziej aktywna biologicznie9. Jeśli chodzi o częstotliwość, wykazano, że 25 Hz jest częstotliwością efektywną, chociaż obecnie prowadzone są badania nad optymalnymi, takimi jak wyższe częstotliwości (>25 Hz), obustronna stymulacja (lewe i prawe ucho) oraz eksperymentalne paradygmaty wybuchów. Potrzebne są badania badające różne parametry stymulacji, alternatywne miejsca stymulacji i optymalizację cyklu pracy, aby rozwinąć i udoskonalić metodę taVNS.
taVNS jest obiecującą, nieinwazyjną alternatywą dla konwencjonalnego VNS. taVNS zapewnia niedrogą (<5000 USD w zademonstrowanej konfiguracji eksperymentalnej, koszt w dużej mierze zależy od rodzaju użytego stymulatora) i prostą metodę, która może być wykorzystana do przełożenia pozytywnych wyników w modelach zwierzęcych badających zastosowanie VNS na różne zaburzenia, nieinwazyjną modulację autonomicznego układu nerwowego oraz potencjalnie zminiaturyzowaną i zoptymalizowaną pod kątem domowej neuromodulacji w leczeniu zaburzeń neuropsychiatrycznych i innych.
Przyszły potencjał i możliwe zastosowania taVNS są ogromne. taVNS może służyć jako obiecujące leczenie wspomagające lub samodzielne leczenie zaburzeń neuropsychiatrycznych, takich jak depresja i padaczka, trening rehabilitacyjny sparowany z taVNS w celu przywrócenia lub przyspieszenia uczenia się zachowania40, zmniejszenia odpowiedzi zapalnej41,42 i może być potencjalnie stosowany w celu poprawy wydajności i funkcji autonomicznej 8,10.

Nerw czaszkowy X, lepiej znany jako nerw błędny, to duży przewód nerwowy, który ma swój początek w pniu mózgu ośrodkowego układu nerwowego i przemieszcza się po obrzeżach, obierając za cel każdy główny organ w klatce piersiowej i jamie brzusznej (<silna klasa="xfig">Rysunek 1)1. Stymulacja nerwu błędnego (VNS) polega na chirurgicznym wszczepieniu elektrod bipolarnych wokół lewej gałęzi szyjnej nerwu błędnego. Impulsy elektryczne są dostarczane do nerwu błędnego za pomocą wszczepionego generatora impulsów (IPG) chirurgicznie wszczepionego w klatkę piersiową2. Chociaż VNS jest obecnie zatwierdzony przez FDA do leczenia padaczki, depresji opornej na leczenie i przewlekłej otyłości, jest to kosztowna procedura wymagająca wizyty w szpitalu i operacji. Długoterminowe bezpieczeństwo VNS jest dobrze znane, a większość rozważań dotyczących bezpieczeństwa dotyczy obecnych skutków ubocznych związanych z nasileniem (ochrypły głos, ból gardła) bez poważnych skutków ubocznych związanych ze stymulacją w ciągu ostatnich 25 lat jego klinicznego stosowania3.
Ostatnio pojawiła się nieinwazyjna forma VNS znana jako przezskórna stymulacja nerwu błędnego (taVNS)4. taVNS dostarcza stymulację elektryczną do gałęzi usznej nerwu błędnego (ABVN), łatwo dostępnego celu, który unerwia ludzkie ucho5. W ciągu ostatniej dekady kilka grup wykazało bezpieczeństwo i tolerancję tej metody6,7,8, w tym wpływ na ośrodkowy i obwodowy układ nerwowy9,10, oraz efekty behawioralne7,11,12,13 w populacjach neuropsychiatrycznych. taVNS jest również badany u osób jako obiecujący wzmacniacz cognitive14,15 i social functioning16,17,18. Wraz z rozwojem taVNS oferuje badaczom i klinicystom możliwość szybkiego tłumaczenia obiecujących badań VNS, które zostały opisane w różnych zaburzeniach, od urazów neurologicznych i psychologicznych19,20,21, addiction22, inflammation23, and tinnitus24,25.
Zasadniczo, taVNS jest metodologicznie podobny do tradycyjnie stosowanej przezskórnej elektrycznej stymulacji nerwów (TENS) stosowanej w leczeniu zaburzeń bólowych układu mięśniowo-szkieletowego26. Różnica polega na tym, że taVNS jest dostarczany do określonych anatomicznych celów ucha, które uważa się za unerwione przez ABVN5. Dziedzina ta nadal określa optymalne cele stymulacji27, chociaż dwa najczęstsze miejsca to przednia ściana zewnętrznego kanału słuchowego (tragus) i małżowina uszna. Stymulacja pozorowana może być prowadzona poprzez stymulację płatka ucha, obszaru, który uważa się za minimalny unerwienie ABVN (<silna klasa = "xfig">Rysunek 2). Alternatywnie, pozorowanie może być dostarczane za pomocą metody kontroli biernej, w której elektrody są przymocowane do miejsc aktywnych, ale nie jest dostarczana stymulacja. Parametry stymulacji mogą różnić się w zależności od grupy, jednak według literatury stymulacja jest dostarczana w sposób pulsacyjny (szerokość impulsu: 250–500 μs, częstotliwość: 10–25 Hz) i dostarczany przy zindywidualizowanym prądzie stałym (<5 mA). Prąd stymulacji różni się w zależności od indywidualnego i eksperymentalnego protokołu, przy czym wiele grup bada różne intensywności w funkcji indywidualnego progu percepcyjnego (PT). PT jest definiowany jako minimalna ilość prądu wywołująca odczuwalne odczucie w miejscu docelowym i jest zwykle określany za pomocą oszacowania parametrycznego za pomocą dostosowanego oprogramowania do testowania sekwencyjnego (PEST) opisanego w niniejszym raporcie.
taVNS to bezpieczna technika, która może być stosowana w warunkach laboratoryjnych lub klinicznych. Skutki uboczne taVNS są minimalne, a najczęstszym skutkiem ubocznym jest podrażnienie lub zaczerwienienie skóry. Większość badań taVNS dotyczy stymulacji lewego ucha, ponieważ uważa się, że jest ona bezpieczniejsza, chociaż dane z dużego badania (Badran i in. 2018) pokazują, że stymulacja prawostronna nie zwiększa ryzyka zdarzeń niepożądanych. Ze względu na bogactwo literatury na temat jednostronnej stymulacji lewej strony, zilustrujemy typową konfigurację taVNS dla badań laboratoryjnych badających zastosowanie lewostronnej taVNS jako interwencji.

<table><tbody><tr><td>70% chusteczki nasączone alkoholem izopropylowym</td><td>Wszelkie</td> nie <td>dotyczy</td><td>Wszelkie waciki nasączone alkoholem używane do skóry w odpowiednim przypadku.</td></tr><tr><td>Stymulator prądu stałego (wyzwalany)Stymulator</td> <td>Soterix Medical</td><td>N/A</td><td>wyprodukowany do użytku na zamówienie przez Soterix</td></tr><tr><td>Medical Jednorazowe elektrody przewodzące</td><td>Specjalnie zbudowane</td> elektrody <td>stymulacyjne N/A</td><td>są budowane na zamówienie w City College Neural Engineering Lab (Badran/Bikson)</td></tr><tr><td>Oprogramowanie Matlab z graficznym interfejsem użytkownika stymulacji</td><td>MathWorks</td><td>N/A</td><td>MATLAB używany do programowania wzorca impulsu</td></tr><tr><td>Ten20 Pasta przewodząca</td><td>Weaver and Company</td><td>N/A</td><td>Pasta przewodząca stosowana do podawania stymulacji</td></tr></tbody></table>

laboratoryjne podawanie przezskórnej stymulacji nerwu błędnego usznego (tavns): technika, celowanie i rozważania

Laboratory Administration of Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation (taVNS): Technique, Targeting, and Considerations

Nieinwazyjna stymulacja nerwu błędnego (VNS) może być stosowana za pomocą nowatorskiej, rozwijającej się techniki neuromodulacyjnej znanej jako przezskórna stymulacja nerwu błędnego (taVNS). W przeciwieństwie do VNS z implantacją szyjki macicy, taVNS jest niedrogą i niechirurgiczną metodą stosowaną do modulacji układu błędnego. taVNS jest atrakcyjny, ponieważ pozwala na szybkie przełożenie podstawowych badań VNS i służy jako bezpieczny, niedrogi i przenośny system neurostymulacji do przyszłego leczenia chorób ośrodkowych i obwodowych. Opisano tło i uzasadnienie taVNS, wraz z rozważaniami elektrycznymi i parametrycznymi, prawidłowym celowaniem w ucho i mocowaniem elektrod stymulacyjnych, indywidualnym dawkowaniem poprzez określenie progu percepcji (PT) oraz bezpiecznym podawaniem taVNS.

Przy zastosowaniu prawidłowego przygotowania skóry progi percepcyjne są odwrotnie skorelowane z szerokością impulsu stymulującego. Wraz ze wzrostem szerokości impulsu próg percepcyjny ulega obniżeniu (Rycina 7). Wstępne badania przeprowadzone przez tę grupę, badające wpływ szerokości impulsu na PT u zdrowych osób (spełniających wymienione powyżej kryteria włączenia/wykluczenia), wykazały, że łączny ogólny (n=15, 7 kobiet, średni wiek 26,5 ± 4,99) PT przy 100 μs = 3,92 ± 1,1 mA; 200 μs = 2,24 ± 0,74 mA; 500 μs = 1,24 ± 0,41 mA. Progi te sugerują, że do stymulacji z parametrami szerokości impulsu 500 μs wymagany jest stymulator prądu stałego o możliwości dostarczenia prądu do 5 mA, natomiast dla mniejszych szerokości impulsu wymagany jest stymulator o natężeniu minimum 10 mA (Tabela 2). Wymagane jest precyzyjne dostrojenie prądu, przy czym dla dokładnej stymulacji niezbędne są przyrosty o 0,1 mA.
Podawanie stymulacji na poziomie 200% PT jest tolerowane i stosunkowo bezbolesne, co wykazano za pomocą numerycznych skal oceny bólu (NRS)9,30. Skala NRS jest systemem oceny bólu w zakresie od 0 do 10, w którym badani zgłaszają poziom bólu lub dyskomfortu29. Zarówno stymulacja aktywna, jak i pozorowana (Sham) wykazują podobnie niskie poziomy bólu (NRS &lt;3 dla wszystkich szerokości impulsów stymulujących. Bardziej szczegółowo, dla biologicznie aktywnej szerokości impulsu 500 μs podawanej z częstotliwością 25 Hz zgłoszono średnie oceny: Active = 1,98 ± 0,83, Sham = 2,17 ± 1,27 (n=25, 9 kobiet, średni wiek 25,16 ± 4,16 lat) (Tabela 3). Oceny bólu dla pozostałych parametrów nie są wyższe niż dla parametru 25 Hz, a szczegóły można znaleźć w poprzednich pracach grupy30.
Bezpieczeństwo i tolerancja sesji trwających od 30 min do 1 h przy cyklu pracy 20–50% zostały szeroko opisane w literaturze, a w niektórych badaniach przeprowadzano wiele sesji w tym samym dniu w odstępach 12–15 h12,31. Nie zgłoszono żadnych poważnych zdarzeń niepożądanych u 60 osób uczestniczących w kilku seriach eksperymentów, w których liczba powtórzonych wizyt wynosiła od 1 do 8, w odstępach co najmniej 24 godzin.
Wykazano, że taVNS, stosowany zgodnie z opisem w niniejszym manuskrypcie, moduluje autonomiczny układ nerwowy, wywołuje zmiany w czynnościowej aktywności mózgu mierzonej za pomocą sygnału BOLD w fMRI, a w badaniach pilotażowych służy do leczenia zaburzeń neuropsychiatrycznych i wspomagania rehabilitacji.
<img alt="Schemat układu nerwowego ilustrujący drogi eferentne z mózgu do organów; neuroprzekaźnik: ACh." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58984/58984fig1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1: Projekcje eferentne i przekrój nerwu błędnego. (A) Projekcje eferentne nerwu błędnego docierają do każdego głównego organu w organizmie, wywierając szeroki wpływ na funkcje ustrojowe (B) Przekrój poprzeczny nerwu błędnego, przedstawiający anatomię wewnętrzną nerwu jako szereg pęczków nerwowych, wszystkie zawarte w jednej głównej ścieżce. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58984/58984fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Schemat punktów akupunktury ucha pokazujący oznaczone pozycje A1, A2 i S do odniesienia terapeutycznego." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58984/58984fig2.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rysunek 2"> 
Rysunek 2: Cele taVNS w obrębie ucha. Celowanie w ABVN można osiągnąć poprzez stymulację przedniej ściany zewnętrznego przewodu słuchowego, wyznaczonej w szczególności przez tragus (A1) lub cymba conchae (A2). Stymulację pozorowaną (sham) wykonuje się na płatku ucha (S). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58984/58984fig2large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Schemat stymulacji nerwu z elektrodą, pastą przewodzącą i układem symulatora sterowanego przez program Matlab." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58984/58984fig3.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rycina 3"> 
Rycina 3: Kluczowe komponenty. Minimalne komponenty wymagane do prawidłowego przeprowadzenia taVNS to następujące elementy (A) elektrody do stymulacji ucha, (B) żel przewodzący i alkoholowe gaziki do przygotowania skóry, (C) komputer zdolny do wysyłania i odbierania impulsów TTL do (D) stymulatora prądu stałego w celu wywołania stymulacji. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58984/58984fig3large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Układ równowagi statycznej z elektrodami stymulującymi na uchu, monitory sercowo-naczyniowe; badanie naukowe." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58984/58984fig4.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rysunek 4"> 
Rysunek 4: Przykład układu. Na zdjęciu przedstawiono osobę poddaną taVNS lewego ucha w pozycji przygotowanej do przeprowadzenia paradygmatu eksperymentalnego. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58984/58984fig4large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Interfejs zewnętrznego stymulatora; parametry impulsu: częstotliwość, czas trwania serii; wyświetlanie wykresu przebiegu fali." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58984/58984fig5.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rycina 5"> 
Rycina 5: Zrzut ekranu interfejsu graficznego (GUI) używanego do stymulacji. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58984/58984fig5large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Schemat przebiegu impulsu; parametry: szerokość impulsu, częstotliwość, amplituda, cykl pracy; analiza czasowa." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58984/58984fig6.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rycina 6"> 
Rycina 6: Manipulacje przebiegiem fali stymulacji elektrycznej. Prąd elektryczny w postaci prostokątnej fali bezpośredniej może być dostarczany przy różnych parametrach. Rycina ta przedstawia kluczowe właściwości przebiegu fali, które można zmieniać w celu uzyskania pożądanych efektów biologicznych. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58984/58984fig6large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Wykres słupkowy porównujący szerokość impulsu w zależności od natężenia prądu; zawiera słupki błędów, przedstawiając dane z grupy aktywnej i grupy pozorowanej." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58984/58984fig7.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rysunek 7"> 
Rysunek 7: Wartości progu percepcyjnego przy zwiększających się szerokościach impulsu. Wraz ze wzrostem szerokości impulsu próg percepcyjny (PT) ulega obniżeniu. Większość zdrowych osób będzie miała PT w zakresie 2 odchyleń standardowych (SD) od tych wartości średnich. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58984/58984fig7large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Tabela odpowiedzi na stymulację; zróżnicowane ustawienia prądu wraz z odpowiedziami; wyniki eksperymentu." src="/files/ftp_upload/58984/58984table1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Tabela 1"> 
Tabela 1: Przykład wyznaczania progu percepcyjnego (PT).Tabela ta przedstawia przykładową sekwencję odpowiedzi Tak/Nie używaną do parametrycznego wyznaczenia PT.
<img alt="Tabela wyników stymulacji elektrodą, szerokość impulsu względem natężenia prądu, tragus względem płatka ucha wraz z istotnością statystyczną." src="/files/ftp_upload/58984/58984table2.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Tabela 2"> 
Tabela 2: Poziomy natężenia prądu stymulującego. Wartości natężenia prądu stymulującego w mA (200% PT) dla każdej szerokości impulsu (n=15).
<img alt="Tabela danych stanu równowagi statycznej z prądem stymulującym, PT i wynikami analizy bólu przy 500 µs 25 Hz." src="/files/ftp_upload/58984/58984table3.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Tabela 3"> 
Tabela 3: PT, prąd stymulujący i wartości bólu dla sugerowanych parametrów stymulacji. Wartości prądu stymulującego w mA (200% PT) dla każdej szerokości impulsu (n=25).
<img alt="Interfejs oprogramowania do projektowania kształtu fali bodźca z ustawieniami parametrów impulsu i wykresem odpowiedzi częstotliwościowej." src="/files/ftp_upload/58984/58984supfig1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rysunek z pliku uzupełniającego"> 
Plik uzupełniający: Bezpłatny interfejs graficzny (GUI) użyty w tym protokole. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58984/stimDesigner.zip" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>

Opisano metodologiczny opis techniki, potencjalnych celów i prawidłowego podawania przezskórnej stymulacji nerwu błędnego (taVNS) na ucho ludzkie.

Laboratoryjne podawanie przezskórnej stymulacji nerwu błędnego usznego (taVNS): technika, celowanie i rozważania

Non-invasive vagus nerve stimulation (VNS) may be administered via a novel, emerging neuromodulatory technique known as transcutaneous auricular vagus ...

Dzisiaj demonstrujemy przezskórną stymulację nerwu oczaszkowego Vegas. Znany również w skrócie jako TAVNS. TAVNS jest naprawdę obiecującym zamiennikiem konwencjonalnej stymulacji nerwów Vegas z implantacją szyjki macicy, jest to naprawdę ekscytująca nowa forma neuromodulacji.Ponieważ TAVNS jest bezpieczny i nieinwazyjny, może rozszerzyć swój zasięg na szeroki zakres zastosowań neuropsychiatrycznych i związanych z wydajnością u ludzi. Procedura jest dość prosta, ale oprogramowanie do dostarczania stymulacji i określania progu percepcyjnego wymaga starannego rozważenia. Udostępniamy nasze oprogramowanie, aby inni badacze nie musieli wymyślać koła na nowo.Jak pokazano w tym filmie, odpowiedni protokół i sprzęt są niezbędne do uzyskania powtarzalnych wyników. Zacznij od posadzenia uczestnika w zrelaksowanej pozycji z nogami uniesionymi do góry i podpartą głową. Sprawdź lewe ucho uczestnika.Potwierdzenie, że nie jest założona biżuteria, że cały makijaż i balsam zostały usunięte oraz że w miejscu stymulacji nie ma przeciwwskazań związanych ze skórą. Znajdź wewnętrzną ścianę zewnętrznego kanału słuchowego oznaczoną tragusem, aby zlokalizować cel stymulacji. Alternatywne miejsca, takie jak konchy Cymba, mogą być eksplorowane jako alternatywne cele aktywne.Następnie użyj wacika nasączonego alkoholem, aby delikatnie wyszorować miejsce docelowe zarówno wewnętrznie, jak i zewnętrznie, aby zmniejszyć opór skóry i zwiększyć przewodność. Przed umieszczeniem elektrod należy sprawdzić wzrokowo materiały, aby upewnić się, że odsłonięta jest czysta, wolna od korozji powierzchnia przed dezynfekcją elektrod, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się bakterii między uczestnikami. Następnie za pomocą wąskiego drewnianego aplikatora równomiernie rozprowadź mniej niż milimetrową warstwę pasty przewodzącej na powierzchni każdej elektrody.I podłącz elektrod do urządzenia stymulującego w trybie wyłączenia. Po sprawdzeniu biegunowości elektrod przypnij elektrodę sprężynową do tragusa tak, aby anoda stykała się z wewnętrzną ścianą zewnętrznego kanału słuchowego. I katoda stykająca się z wewnętrznym obszarem tragusa.Następnie potwierdź, że uczestnik czuje się komfortowo i że regionalny przepływ krwi nie został zakłócony, pytając uczestnika, czy wszystko w porządku. Aby określić próg percepcyjny, włącz stymulator i ustaw moc wyjściową na trzy miliony amperów. Dostarczyć jednosekundowy ciąg przezskórnej stymulacji nerwu onikowego Vegas lub TAVNS z odpowiednią eksperymentalną szerokością i częstotliwością impulsu.Zapytaj uczestnika, czy poczuł stymulację. Uczucie to jest zwykle zgłaszane jako uczucie łaskotania lub kłucia. Jeśli odpowiedź brzmi tak, zmniejsz intensywność stymulacji o 50% i powtórz stymulację.Powtarzaj stymulację, aż do uzyskania co najmniej czterech odpowiedzi twierdzących. W przypadku czego czwarta odpowiedź "tak" pojawia się po "nie". Intensywność progu percepcyjnego to wartość, przy której uczestnik daje czwarte tak.Po ustaleniu progu percepcyjnego należy użyć komputera z graficznym interfejsem użytkownika generującym impulsy, podłączonym do jednostki akwizycji danych w celu sterowania systemem stymulacji. Oprogramowanie powinno pomóc w umieszczeniu logiki tranzystor-tranzystor lub impulsów TTL jako ustawień programowalnych. Ustaw stymulację, która ma być dostarczona, na poziomie 200% progu percepcyjnego i ustaw wytyczne dotyczące cykli pracy zgodnie z potrzebami do przeprowadzenia długiej sesji stymulacji.Długość całkowitego czasu sesji stymulacji powinna być zróżnicowana między sesjami. Po stymulacji zapisz obiektywne dane dotyczące dyskomfortu i skutków ubocznych stymulacji uczestników w skali od zera do dziesięciu. Wyjmij elektrody stymulacyjne z ucha uczestnika.I użyj wacika nasączonego alkoholem, aby wyczyścić pozostałości pasty przewodzącej. Natychmiast po wyjęciu należy zdezynfekować elektrodę stymulacyjną alkoholem i sprawdzić, czy ucho nie jest zaczerwienione lub podrażnione w miejscu stymulacji. Gdy przeprowadza się odpowiednie przygotowanie skóry, próg percepcyjny zmniejsza się wraz ze wzrostem szerokości impulsu.Wstępne badania badające wpływ szerokości impulsu na próg percepcyjny u zdrowych osób wykazały, że stymulator prądu stałego o zdolności dostarczania do pięciu miliamperów prądu jest wymagany do stymulacji o parametrach szerokości impulsu 500 mikrosekund. I że dla niższych szerokości impulsów wymagany jest stymulator o natężeniu co najmniej dziesięciu miliamperów. Co więcej, biologicznie aktywny impuls o szerokości 500 mikrosekund dostarczany przy 25 Hz jest podawany średnio z oceną bólu wynoszącą zaledwie około 2, podobną do tej zgłaszanej w przypadku pozorowanych stymulacji.TAVNS ma szeroką przestrzeń parametrów i ważne jest, aby wziąć pod uwagę takie parametry, jak szerokość impulsu, częstotliwość i cykl pracy, aby zoptymalizować korzyści behawioralne konkretnej aplikacji. Może to stać się szeroko stosowanym narzędziem w medycynie i neurobiologii. Nerw Vegas to złożona wiązka nerwowa z licznymi regulowanymi reakcjami.Możesz połączyć TANVS z FRNI, EEG i innymi zapisami fizjologicznymi, aby zmierzyć ośrodkowe, obwodowe lub inne efekty stymulacji.

laboratory-administration-transcutaneous-auricular-vagus-nerve

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

W tym filmie demonstrujemy procedurę instalacji automatycznej elektrody do okresowej stymulacji na nerwie błędnym do monitorowania nerwów podczas operacji tarczycy w modelu świniowym. Pomaga to w prawidłowej identyfikacji nerwu docelowego podczas zabiegów chirurgicznych.

Zautomatyzowana instalacja elektrody do stymulacji okresowej: technika chirurgicznego wszczepienia urządzenia do automatycznej stymulacji na nerw błędny w modelu świni

Źródło: Badran, B. W., et al. Laboratoryjne podawanie przezskórnej stymulacji nerwu błędnego usznego usznego (taVNS): technika, celowanie i rozważania. J. Vis. Exp. (2019 rok)Ten film przedstawia przezskórną stymulację nerwu błędnego (taVNS), nieinwazyjną metodę modulowania aktywności mózgu. Elektrody umieszcza się na przedniej ścianie zewnętrznego przewodu słuchowego i tragusie, celując w gałąź uszną nerwu błędnego (ABVN). Po stymulacji powstały impuls nerwowy przemieszcza się do pnia mózgu,...

Przezskórna stymulacja nerwu błędnego usznego na uchu ludzkim

Stymulacja nerwu błędnego (VNS) pojawiła się jako narzędzie do wywoływania ukierunkowanej plastyczności synaptycznej w przodomózgowiu w celu modyfikacji szeregu zachowań. Ten protokół opisuje, jak zaimplementować VNS, aby ułatwić konsolidację pamięci wygaszania strachu.

Stymulacja nerwu błędnego jako narzędzie do indukowania plastyczności w szlakach istotnych dla uczenia się wymierania

Stymulacja nerwu błędnego (VNS) okazała się skuteczna jako leczenie wspomagające depresję oporną na leczenie (TRD). VNS prowadzi do działania przeciwdepresyjnego i przeciwsamobójczego oraz poprawy jakości życia. Protokół ten zawiera przewodnik krok po kroku dotyczący zarządzania i dostosowywania stymulatora nerwu błędnego w celu skutecznego leczenia TRD.

Stymulacja nerwu błędnego jako wspomagające narzędzie neurostymulacji w depresji opornej na leczenie

Obecny protokół opisuje technikę chirurgiczną polegającą na wszczepianiu elektrod do nerwu błędnego w jamie brzusznej u szczurów, wraz z metodami przewlekłego testowania elektrofizjologii i stymulacji za pomocą wszczepionego urządzenia.

Chirurgia implantacji w celu stymulacji nerwu błędnego jamy brzusznej i rejestrowanie badań na obudzonych szczurach

Ten protokół dostarcza informacji o tym, jak zastosować przezskórną stymulację nerwu błędnego (taVNS) w badaniu klinicznym, w tym potencjalne biomarkery, takie jak wskaźniki EEG i zmienność rytmu serca (HRV) do pomiaru wpływu tego leczenia na autonomiczny układ nerwowy.

Zrozumienie wpływu nieinwazyjnej przezusznej stymulacji nerwu błędnego na EEG i HRV

Protokół ten ma na celu dostarczenie nowatorskiego wglądu metodologicznego w nieinwazyjną neurostymulację, w szczególności przezuszową stymulację nerwu błędnego (taVNS), u pacjentów z zaburzeniami świadomości. Ponadto zaproponowano protokół analizy klinicznej i elektroencefalograficznej w celu oceny skuteczności leczenia w tej kohorcie, wraz z omówieniem odpowiednich kwestii etycznych.

Przezuszna stymulacja nerwu błędnego i ocena elektroencefalograficzna w zaburzeniach świadomości

W niniejszym artykule badamy wpływ stymulacji TMS w trybie Theta-Burst na plastyczność kory mózgowej u osób cierpiących na zespół kruchego chromosomu X oraz u osób w spektrum autyzmu.

TMS: Wykorzystanie protokołu Theta-Burst do badania mechanizmów plastyczności u osób z zespołem kruchego chromosomu X i autyzmem

W niniejszym artykule badamy wpływ zależność stanu od bodźców wzrokowych na wywołane przez TMS motywacyjne fosfeny.

Wpływ zależności od stanu na TMS: analiza zachowania fosfenów motywacyjnych

Przedstawiono kombinację różnych technik w celu maksymalizacji zakresu gromadzonych danych z tkanki mysiej.

Łączenie barwnika lipofilowego, hybrydyzacji in situ, immunohistochemii i histologii

Poznaj metodologię przezskórnej stymulacji nerwu błędnego usznego (taVNS) dla zastosowań neuropsychiatrycznych. Technika ta umożliwia bezpieczną, nieinwazyjną neuromodulację z indywidualnie dobranymi parametrami.

Laboratoryjne podawanie przezskórnej stymulacji nerwu błędnego usznego (taVNS): technika, celowanie i rozważania

Przeglądaj więcej filmów