Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym dla graczy online
9 listopada 2019
Przedstawiamy protokół i studium wykonalności dla zastosowania przezczaszkowej stymulacji prądem stałym (tDCS) i oceny neuroobrazowania u graczy online.
Nasz protokół wykorzystuje nieinwazyjną technikę modulacji mózgu zwaną przezczaszkową stymulacją prądem stałym lub tDCS, aby ograniczyć korzystanie z gier online. tDCS jest prosty, bezpieczny i niedrogi w użyciu w porównaniu z innymi technikami stymulacji mózgu. Wykorzystujemy również neuroobrazowanie do oceny zmian w mózgu związanych ze stymulacją.
Po zrekrutowaniu zarówno osób grających w gry online, jak i niegrających w gry online, wyjaśnij każdemu uczestnikowi cel badania, główne procedury eksperymentalne i wszelkie potencjalne zagrożenia związane z udziałem w badaniu. Po udzieleniu odpowiedzi na wszelkie pytania uzyskaj pisemną zgodę. Poproś każdego uczestnika o wypełnienie kwestionariuszy, takich jak Test Uzależnienia od Internetu i Krótka Skala Samokontroli; i poproś uczestników, aby podali średnią tygodniową liczbę godzin spędzonych na graniu w gry.
Aby wykonać skan FDG PET, wstrzyknij każdemu uczestnikowi od 185 do 222 megabekereli FDG; i niech uczestnicy odpoczywają przez 45 minut, w pozycji leżącej, w ciemnym i cichym pomieszczeniu, z zamkniętymi oczami, aby umożliwić przyjęcie FDG. Pod koniec okresu absorpcji należy użyć skanera PET/CT, aby uzyskać transosiowe obrazy emisyjne i obrazy CT w ciągu około 15 minut, stosując standardowe techniki korekcji tłumienia, filtrowania i rekonstrukcji. W ciągu tygodnia od oceny podstawowej posadź uczestnika na krześle w sali egzaminacyjnej i ustaw parametry urządzenia tDCS tak, aby wzrosły do 2 miliamperów w ciągu 30 sekund.
Pozostań przy tym prądzie przez 29 minut, zanim powrócisz do zera miliamperów w ciągu ostatnich 30 sekund. Umieść czapkę na głowę, skonstruowaną zgodnie z systemem International 10-20, na głowie uczestnika i zaznacz lewą grzbietowo-boczną korę przedczołową na F3, a prawą grzbietowo-boczną korę przedczołową na F4. Po zdjęciu nasadki na głowę umieść dwie elektrody gąbkowe w gumowych uchwytach pałąka tDCS i nasącz elektrody roztworem soli fizjologicznej. Usuń makijaż, brud lub pot ze skóry głowy, na którą zostaną nałożone elektrody, i umieść opaskę na głowie uczestnika, tak aby elektroda anodowa znajdowała się nad F3, a elektroda katodowa nad F4. Następnie za pomocą podłącz elektrody do urządzenia tDCS.
Włącz urządzenie i poproś uczestnika o zgłoszenie wszelkich działań niepożądanych w trakcie lub po sesji tDCS. Pod koniec 30-minutowej stymulacji wyłącz urządzenie i wyjmij elektrody od uczestnika. W ciągu tygodnia od ostatniej sesji podaj te same kwestionariusze i uzyskaj skan FDG-PET po zabiegu.
W celu wstępnego przetworzenia danych obrazowania należy użyć odpowiedniego pakietu oprogramowania, aby przekonwertować pliki DICOM na pliki NIfTI i przestrzennie znormalizować wszystkie obrazy PET do standardowego szablonu PET. Po utworzeniu masek binarnych dla lewej i prawej grzbietowo-bocznej kory przedczołowej, użyj masek, aby wyodrębnić regionalną mózgową przemianę materii glukozy lewej i prawej grzbietowo-bocznej kory przedczołowej. Następnie oblicz wskaźnik asymetrii regionalnej szybkości metabolizmu glukozy w mózgu w grzbietowo-bocznej korze przedczołowej.
Dodatni indeks wskazuje na asymetrię metabolizmu glukozy większą niż lewą w prawo. W tej reprezentatywnej analizie zrekrutowano łącznie 15 graczy i 10 osób niegrających. Sesje tDCS skutecznie obniżyły wynik testu uzależnienia od Internetu i tygodniowych godzin spędzonych na graniu w gry, a także poprawiły wynik Skali Krótkiej Samokontroli u graczy.
Stwierdzono również istotną ujemną korelację między zmianami w wyniku Testu Uzależnienia od Internetu a zmianami zaobserwowanymi w wyniku Krótkiej Skali Samokontroli u graczy. Analiza PET wykazała, że wskaźnik asymetrii grzbietowo-bocznej kory przedczołowej był znacząco różny między grupą graczy a grupą niegrającą na początku badania. Warto zauważyć, że po sesjach tDCS wskaźnik asymetrii grzbietowo-bocznej kory przedczołowej w grupie graczy uległ znacznemu zmniejszeniu.
Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby upewnić się, że parametry są ustawione prawidłowo, a elektrody są dokładnie umieszczone nad miejscem stymulacji. Aktywny tDCS można porównać z Sham tDCS w celu potwierdzenia jego skuteczności. Również inne metody neuroobrazowania, takie jak fMRI, mogą być stosowane do oceny zmian w mózgu.
Protokoły te można dostosować do badania nowych opcji leczenia lub innych zaburzeń psychicznych lub neurologicznych.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia protokół wykorzystania przezczaszkowej stymulacji prądem stałym (tDCS) w celu ograniczenia korzystania z gier online, wraz z ocenami za pomocą neuroobrazowania. Podejście to jest nieinwazyjne, proste i kosztowo efektywne w porównaniu z innymi technikami stymulacji mózgu.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Nauki behawioralne
- Neuroobrazowanie
Wstęp
- Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) jest nieinwazyjną techniką modulacji mózgu.
- Wykazano, że tDCS wpływa na funkcje poznawcze i behawioralne.
- Uzależnienie od gier online stanowi narastający problem we współczesnym społeczeństwie.
- Neuroobrazowanie może pomóc w ocenie zmian w mózgu związanych ze stymulacją.
Cel badania
- Ocena wykonalności zastosowania tDCS w celu ograniczenia korzystania z gier online.
- Ocena zmian w mózgu powiązanych z tDCS za pomocą neuroobrazowania.
- Zebranie danych na temat nawyków graczy i poziomu uzależnienia wśród uczestników.
Zastosowane metody
- Rekrutacja graczy korzystających z sieci oraz osób niegrających online.
- Proces świadomej zgody, obejmujący wyjaśnienie celów i ryzyk badania.
- Przeprowadzenie kwestionariuszy, takich jak Internet Addiction Test.
- Oceny neuroobrazowe w celu analizy zmian w mózgu.
Główne wyniki
- Uczestnicy podali średnią liczbę godzin spędzanych na graniu w ciągu tygodnia.
- Dane dotyczące poziomu uzależnienia od gier zebrano za pomocą kwestionariuszy.
- Wyniki neuroobrazowania wykazały zmiany w aktywności mózgu po stymulacji.
- Wykazano możliwość zastosowania tDCS w tym kontekście.
Wnioski
- tDCS jest skuteczną metodą ograniczania nadużywania gier online.
- Neuroobrazowanie pozwala efektywnie ocenić wpływ tDCS na mózg.
- Badanie to stanowi podstawę do dalszych analiz w tym obszarze.
Często zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Niniejszy protokół przedstawia nieinwazyjne podejście do neuromodulacji z wykorzystaniem obrazowania neurologicznego w celu oceny stopnia zaangażowania celu oraz wyników behawioralnych w modelu uzależnienia cyfrowego. Integracja tDCS z FDG-PET umożliwia ilościowy pomiar regionalnych zmian metabolicznych w mózgu, co wspiera ograniczanie ryzyka mechanistycznego we wczesnej fazie walidacji celu w wskazaniach neuropsychiatrycznych. Dane dotyczące wykonalności stanowią podstawę do oceny tDCS jako narzędzia do modulacji obwodów kory przedczołowej zaangażowanych w kontrolę impulsów i przetwarzanie nagrody.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Wartość naukowa: Analiza przyczynowej roli asymetrii grzbietowo-bocznej kory przedczołowej w fenotypach behawioralnych związanych z gamingiem poprzez ukierunkowaną neuromodulację.
- Wartość operacyjna: Umożliwia podłużne śledzenie zmian neurochemicznych i klinicznych przy użyciu zestandaryzowanych wskaźników asymetrii FDG-PET.
- Wartość prognostyczna: Wspiera testowanie hipotez dotyczących celów w korze przedczołowej w celu modulacji zachowań kompulsywnych i deficytów samokontroli.
Przesiewy i opracowanie testów
- Gotowość do analizy: Ustalenie odtwarzalnego schematu postępowania w celu ilościowego określenia asymetrii regionalnego mózgowego tempa metabolizmu glukozy jako biomarkera farmakodynamicznego.
- Skalowalność: Wykorzystanie standaryzowanego rozmieszczenia elektrod (F3/F4) oraz protokołów FDG-PET, które umożliwiają adaptację w wielu ośrodkach.
- Wynik ilościowy: Generowanie ciągłych pomiarów indeksu asymetrii, umożliwiających statystyczne porównanie stanów przed i po interwencji.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Znaczenie chorobowe: Modeluje fenotyp uzależnienia behawioralnego z paralelami klinicznymi do zaburzeń kontroli impulsów, co wspiera walidację punktów uchwycenia w wskazaniach neuropsychiatrycznych.
- Ciągłość translacyjna: Łączy efekty neuromodulacji z mierzalnymi zmianami w metabolizmie mózgu, ułatwiając ekstrapolację do badań nad dawkowaniem klinicznym i stopniem zaangażowania celu.
- Postęp z uwzględnieniem ryzyka: Dostarcza dane dotyczące wykonalności, które posłużą do podjęcia decyzji o kontynuacji lub przerwaniu (go/no-go) dalszych prób z grupą kontrolną otrzymującą placebo w wskazaniach związanych z uzależnieniami.
Integracja potoku i przepływu pracy
Metoda ta wpisuje się w proces wczesnego etapu odkrywania leków, umożliwiając testowanie hipotez dotyczących celu molekularnego poprzez neuromodulację i neuroobrazowanie, co wspiera przejście od identyfikacji celu do optymalizacji wiodących związków w rozwoju leków neuropsychiatrycznych.
- Biologia odkrywcza: Wspiera badanie funkcji grzbieniowo-bocznej kory przedczołowej w regulacji zachowań gamingowych i samokontroli poprzez asymetryczną modulację metaboliczną.
- Przesiewanie: Dostarcza standaryzowane, mierzalne wyniki neuroobrazowania (indeks asymetrii FDG-PET), które nadają się do oceny zaangażowania celu w różnych warunkach interwencji.
- Analityka: Generuje obliczenia indeksu asymetrii, które umożliwiają statystyczne porównanie regionalnych zmian metabolicznych w mózgu pomiędzy grupami oraz w czasie.
- Badania translacyjne: Łączy neuromodulację kory przedczołowej z efektami behawioralnymi, wspierając kwalifikację biomarkerów dla wskazań neuropsychiatrycznych.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Tworzy wielokrotnego użytku platformę neuromodulacyjno-neuroobrazową, którą można zastosować w innych modelach kontroli impulsów lub zachowań kompulsywnych.
Wpływ operacyjny i organizacyjny
- Wartość naukowa: Dostarcza wglądu w mechanizmy dysregulacji kory przedczołowej w uzależnieniach behawioralnych, zmniejszając niejednoznaczność w walidacji celów terapeutycznych.
- Wartość operacyjna: Wykorzystuje bezpieczną i niskokosztową metodę tDCS oraz powszechnie dostępną technikę FDG-PET do powtarzalnych i skalowalnych badań nad neuromodulacją.
- Wartość strategiczna: Umożliwia priorytetyzację celów w oparciu o dane poprzez powiązanie neuromodulacji z mierzalnymi zmianami w mózgu i zachowaniu.
- Wpływ na portfolio: Wspiera inwestycje w cele w obrębie kory przedczołowej z uwzględnieniem ryzyka, wykazując wykonalność angażowania celu oraz modulacji behawioralnej.
Uwagi dotyczące implementacji
- Wymaga doświadczenia w obsłudze urządzeń do neuromodulacji, rozmieszczaniu elektrod zgodnie z systemem 10-20 oraz w protokołach obrazowania FDG-PET.
- Zależy od dostępu do skanerów PET/CT, produkcji radiotracerów (FDG) oraz standardowego oprogramowania do analizy obrazu w celu obliczenia indeksu asymetrii.
- Wymaga standaryzacji międzyzespołowej pomiędzy zespołami z zakresu neuronauki, obrazowania i oceny behawioralnej w celu zapewnienia spójnej realizacji protokołu.
- Obejmuje kwestie adaptacji dla różnych populacji docelowych, parametrów stymulacji oraz punktów końcowych neuroobrazowania poza zakresem FDG-PET.
- Ograniczone przez otwarty projekt badania wykonalności; wymagane są badania z grupą kontrolną (sham), aby ustalić skuteczność i wykluczyć efekty placebo.
