Трансаурикулярная стимуляция блуждающего нерва и электроэнцефалографическая оценка при расстройствах сознания

Краткое содержание

Этот протокол направлен на предоставление новых методологических знаний о неинвазивной нейростимуляции, в частности о трансаурикулярной стимуляции блуждающего нерва (taVNS), у пациентов с расстройствами сознания. Кроме того, предлагается протокол клинического и электроэнцефалографического анализа для оценки эффективности лечения в этой когорте, а также обсуждение соответствующих этических соображений.

Аннотация

Метод трансаурикулярной стимуляции блуждающего нерва (taVNS) методически применяется путем размещения электродов в области ушной раковины, в частности на цимбе, полости или козелке, для неинвазивной стимуляции блуждающего нерва. Кроме того, мочка уха, которая не иннервируется блуждающим нервом, может служить местом плацебо для контрольной стимуляции. Интенсивность стимуляции корректируется в диапазоне 0,5-3,0 мА, продолжительность сеанса составляет 20-60 минут, вводится ежедневно или еженедельно, в зависимости от протокола исследования. Общее количество сеансов варьируется в зависимости от протокола и длится от нескольких недель до нескольких месяцев. С этической точки зрения, исследования с использованием taVNS должны соответствовать правилам, установленным местным Агентством по лекарственным средствам и изделиям медицинского назначения, и рекомендациям Европейского Союза. Для исследований с участием здоровых участников требуется одобрение Этического комитета, в то время как для клинических исследований необходим Комитет по медицинской этике, обеспечивающий предоставление письменной информации и информированного согласия. Кроме того, для обеспечения безопасности участников должны быть установлены строгие критерии исключения, исключающие беременных женщин, лиц с сердечно-сосудистыми, легочными или метаболическими заболеваниями, психическими расстройствами, эпилепсией, гипертонией или тех, кто принимает лекарства, влияющие на вегетативную нервную систему. С точки зрения клинических исходов, текущий протокол исследования продемонстрировал многообещающие результаты с taVNS у пациентов с расстройствами сознания, показав значительное улучшение восстановления бдительности и реакции на раздражители. У пациентов, получавших taVNS, наблюдались нейрофизиологические изменения по сравнению с контрольной группой. Кроме того, электроэнцефалографические биомаркеры могут быть использованы для оценки эффективности лечения, даже при отсутствии наблюдаемых поведенческих индикаторов. Эти результаты свидетельствуют о значительном клиническом потенциале taVNS в лечении расстройств сознания, хотя отсутствие конкретных правил для taVNS подчеркивает необходимость придерживаться передовой международной научной практики и искать консенсус по европейским рекомендациям по его применению в исследованиях.

Введение

Расстройства сознания (DoC), такие как синдром невосприимчивого бодрствования (UWS) и минимально сознательное состояние (MCS), являются тяжелыми последствиями черепно-мозговой травмы, характеризующимися нарушением возбуждения и осознания¹. Пациенты с расстройствами сознания сталкиваются с высокими медицинскими рисками и представляют эмоциональные, этические и юридические проблемы для семей и медицинских работников ^2,3. Этические дилеммы в первую очередь касаются наилучших интересов пациента, благополучия семьи и принятия профессиональных решений⁴. Поэтому определение эффективных методов лечения и установление этических принципов имеет решающее значение в этом контексте.

Терапевтические возможности остаются весьма ограниченными, хотя методы электромагнитной стимуляции мозга в последнее время были изучены на предмет их способности модулировать активность мозга и способствовать когнитивному восстановлению. Среди этих методов глубокая стимуляция мозга (DBS) и транскраниальная магнитная стимуляция (TMS) дали противоречивые результаты в повышении возбуждения и осознанности у пациентов, в то время как транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) показала доказательства класса II, подтверждающие ее эффективность^. Трансаурикулярная стимуляция блуждающего нерва (taVNS) — это новый неинвазивный терапевтический подход к лечению расстройств сознания⁶. Использование этой техники стимуляции в данной когорте пациентов рационально подтверждается предыдущими анатомическими исследованиями, которые показали, что аурикулярная ветвь блуждающего нерва иннервирует определенные области уха⁷. Таким образом, ожидается, что стимуляция этих областей с помощью taVNS будет модулировать активность вегетативной и центральной нервной системы, задействуя серотониновые и норадреналиновые пути, которые соединяют ключевые области мозга, связанные с сознанием, такие как восходящая ретикулярная активирующая система, сеть салиентов, сеть пассивного режима и внешняя сеть⁸. Кроме того, по сравнению с другими методами неинвазивной электромагнитной стимуляции, такими как ТМС или tDCS, taVNS, по-видимому, более эффективно модулирует ключевые сети мозга, связанные с сознанием, в частности, через восходящий нейронный путь передачи^. Кроме того, различные нейрофизиологические изменения были обнаружены с помощью электроэнцефалографических биомаркеров после taVNS¹⁰, что усиливает его потенциал в качестве диагностического инструмента. Несмотря на то, что безопасность и осуществимость taVNS были задокументированы в клинических вмешательствах¹¹, стандартизированный протокол стимуляции для этой популяции пациентов не был полностью разработан и широко внедрен, а его эффективность все еще недостаточно^{изучена12}.

В некоторых исследованиях изучалось влияние taVNS на расстройства сознания с использованием различных методологий^{и параметров} стимуляции. Несмотря на то, что клинические исследования показали улучшение состояния пациентов, получавших taVNS, по таким поведенческим шкалам, как пересмотренная шкала восстановления после комы (CRS-R)¹⁴, эти результаты остаются несогласованными в^{разных исследованиях}. Кроме того, недавние исследования выявили электроэнцефалографические паттерны после taVNS¹⁰, что свидетельствует о диагностическом и прогностическом потенциале при расстройствах сознания. Тем не менее, исследования эффектов taVNS в этой популяции остаются неубедительными¹³. Наконец, в существующих протоколах отсутствует акцент на этических соображениях. Учитывая отсутствие консенсуса по параметризации и другим этическим или методологическим аспектам taVNS при расстройствах сознания, необходимы дальнейшие исследования для выяснения его влияния и эффективности в этой когорте пациентов.

Основной целью предлагаемого протокола является создание стандартизированной методологической основы для применения taVNS при расстройствах сознания, подчеркивая как этическую, так и методологическую строгость. Описывая параметры стимуляции, этические рекомендации и стратегии клинической оценки, это исследование направлено на облегчение воспроизводимости и повышение надежности taVNS как потенциального терапевтического вмешательства. В качестве первого шага этические соображения рассматриваются в соответствии с испанскими нормативными актами^15,16 и Европейского союза (ЕС)^17,18, включая требования об информированном согласии юридических представителей и необходимые разрешения от комитетов по этике и Испанского агентства по лекарственным средствам и изделиям медицинского назначения (AEMPS)¹⁹. Для обеспечения безопасности пациента определены строгие критерии включения и исключения. Участники должны иметь стабильный диагноз расстройства сознания в течение как минимум 28 дней, будь то UWS или MCS, и соответствовать определенным возрастным требованиям. Критерии исключения включают эпилепсию, сердечно-сосудистые, метаболические или вегетативные расстройства, металлические имплантаты, беременность и лекарства, влияющие на вегетативную функцию, в то время как конкретные критерии для исключения из исследования включают неконтролируемые судороги или тяжелые инфекции.

Также представлены методические указания по исследованию taVNS при расстройствах сознания, включая конкретные рекомендации. Устройство для стимуляции должно быть в оптимальном состоянии, а пациенты должны находиться в удобном положении²⁰. Обозначены различные цели стимуляции в ухе, такие как козелок или цимба, а также параметры устройства, включая рекомендации по частоте, интенсивности, длительности импульса и^{количеству сеансов}. Аналогичным образом, предлагаются подходы к последующей оценке для эффективной оценки влияния taVNS на расстройства сознания, включающие как поведенческие шкалы, так и электроэнцефалографические методы. Кроме того, обсуждаются основные результаты исследований taVNS в области расстройств сознания, при этом особое внимание уделяется выздоровлению пациентов, измеряемому как поведенческими шкалами, так и электроэнцефалографическими данными.

Наконец, стандартизация протокола taVNS при расстройствах сознания может усилить его клиническое влияние, помогая определить наиболее эффективные параметры и тем самым улучшить качество жизни пациентов. Учитывая ограниченные возможности лечения этой патологии, этот метод представляет собой многообещающее направление для улучшения результатов лечения пациентов при условии соблюдения строгих методологических и этических рекомендаций. Кроме того, этот метод особенно подходит для клиницистов и исследователей, работающих над нейромодуляцией при расстройствах сознания, особенно на хронических и стабильных стадиях, как указано в упомянутых выше критериях включения и исключения. Он также актуален для тех, кто заинтересован в поведенческом и нейрофизиологическом мониторинге для оценки реакции на лечение.

Протокол

Этот протокол исследования был утвержден Региональным комитетом по этике (Comité Ético de Investigación Clínica Sevilla Sur, Hospital Universitario Virgen de Valme, Nº 0271-N-23) 27 февраля 2024 года. Исследование проводилось в соответствии с Хельсинкской декларацией (1964 г.) и последующими поправками к ней. Кроме того, было получено информированное согласие от законных представителей всех участвующих пациентов. Критерии включения требовали постановки диагноза расстройства сознания в течение не менее 28 дней, классифицируемого как UWS или MCS, и возраста от 18 до 70 лет. Критерии исключения включали наличие сердечно-сосудистых, метаболических или вегетативных расстройств, эпилепсии, психических заболеваний, металлических имплантатов (например, кардиостимуляторов, кохлеарных имплантатов), беременность или использование лекарств, влияющих на вегетативную функцию. Реагенты и оборудование, использованные в данном исследовании, перечислены в Таблице материалов.

1. Этические вопросы и предварительные соображения

1. Рассмотрение этических вопросов с учетом международных норм и общих руководящих принципов научной честности, установленных авторитетными учреждениями в Европе и Испании^15,16.
2. Получите одобрение от местного Комитета по этике или Комитета по медицинской этике, а также разрешение от AEMPS или местного агентства. Если необходимы изменения, представьте пересмотренную версию протокола исследования для повторного утверждения.
3. Раскрывать все потенциальные конфликты интересов, включая финансовые или личные отношения, патенты и любые существенные выгоды, связанные с исследованием.
4. Включите всю необходимую информацию о методах и процедурах исследования в письменное информированное согласие, которое участники или их законные представители должны добровольно принять или отозвать в любое время. Убедитесь, что информация ясна, доступна и всесторонняя, охватывающая характер, цель, преимущества и риски исследования.
5. Обезличить данные, которые могли бы идентифицировать участников и не передавать их другим проектам или исследователям, а также использовать в целях, отличных от указанных в утвержденном протоколе.
6. Если анонимизация невозможна по обоснованным причинам, выполните процедуры псевдонимизации, чтобы предотвратить доступ исследователей к идентифицируемым персональным данным.
7. Информировать участников или их законных представителей о целях и обработке их персональных данных, а также об их правах.
8. Использование стандартизированной формы описания клинического случая (ОФД) для систематического сбора соответствующих клинических и демографических данных с учетом этических соображений²¹.
9. Организуйте файлы данных в соответствии со структурой данных визуализации мозга (BIDS)²² и ее расширениями 23,24,25,26,27,28,29^, обеспечивая надлежащую номенклатуру, форматы и структурированное хранение.
10. Используйте безопасные репозитории, такие как Research Electronic Data Capture (REDCap), для безопасного хранения и обмена данными по мере необходимости.
11. Разработайте протокол исследования как рандомизированное контролируемое исследование (РКИ) и зарегистрируйте его в Реестре клинических испытаний, придерживаясь руководящих принципов, изложенных в Консолидированных стандартах отчетности об испытаниях (CONSORT)³⁰ и Стандартных пунктах протокола: Рекомендации по интервенционным исследованиям (SPIRIT)³¹.
12. Разделите пациентов на отдельные группы по этиологии (ЧМТ или без ЧМТ) и диагнозу (MCS или UWS), включая здоровую контрольную группу.
13. Распределите пациентов по экспериментальным и контрольным группам в зависимости от того, получают ли они лечение taVNS или контрольную стимуляцию, используя случайное распределение, когда это возможно.
14. Реализуйте перекрестную схему, при которой все пациенты получают taVNS, первоначально леча одну группу, в то время как другая выступает в качестве контрольной. После периода вымывания поменяйте роли групп, позволив бывшей контрольной группе получить лечение (Рисунок 1).
15. Проведение статистического теста на наличие эффектов переноса для оценки обоснованности дизайна кроссовера, помогающего выявить потенциальные смещения, возникающие из-за исходного дисбаланса, неполного эффекта вымывания или ослепляющих проблем целостности³².
16. Применяйте стратегию ослепления, чтобы предотвратить любое бессознательное влияние на результаты, в идеале используя двойной слепой подход, когда организатор оценивает группы пациентов, в то время как экспериментатор и пациенты остаются в неведении.
17. Оцените эффективность ослепления после вмешательства, спросив участников, экспериментаторов или клиницистов, какой тип контроля или реального лечения taVNS, по их мнению, был введен. Затем рассчитайте κ-статистику Коэна^и χ2-критерий, чтобы выявить потенциальные связи между фактическим и воспринимаемым распределением стимуляции³³.
    Примечание: Этот шаг может быть выполнен только у пациентов с ответной реакцией и здоровых участников, а также у экспериментаторов и врачей, но не у пациентов, не реагирующих на лечение.
18. Рассчитайте необходимый размер выборки для повторных измерений теста ANOVA F-семейства, оценивающего как внутрисубъектные, так и межсубъектные взаимодействия, используя априорный степенной анализ со средним размером эффекта (0,25) и вероятностью альфа-ошибки 0,05.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Пример использования программного обеспечения представлен на дополнительном рисунке 1.
19. Рассмотрите количество групп, обычно две на основе диагноза (MCS или UWS) или этиологии (ЧМТ или без ЧМТ), и две на основе того, получают ли они стимуляцию (экспериментальная) или нет (контроль), что приводит к четырем возможным комбинациям групп. Кроме того, учитывайте количество измерений, обеспечивая по крайней мере один сеанс до стимуляции и еще один после, хотя рекомендуются дополнительные последующие измерения.
20. Перед отбором пациентов учитывайте определенные критерии включения, такие как клинический диагноз персистирующего UWS или MCS после приобретенной черепно-мозговой травмы, со стабильной клинической оценкой в течение четырех недель. Корректируют эти критерии, если исследование проводится во время острой фазы расстройств сознания (<28 дней). Кроме того^{, рекомендуется} возрастной диапазон от 18 до 70 лет, хотя это не является обязательным и может варьироваться в зависимости от направленности исследования.
21. Исключите пациентов с металлическими имплантатами, такими как кардиостимуляторы или кохлеарные имплантаты, а также лиц с сердечно-сосудистыми заболеваниями, судорогами, болью в ухе или другими противопоказаниями в анамнезе. Кроме того, исключите беременных, зависимых от алкоголя или запрещенных наркотиков или принимающих лекарства с потенциальными эпилептогенными эффектами²⁰.
22. Опишите, где будет проводиться клиническое исследование, например, в одной больнице, в конкретных ассоциациях по поводу расстройств сознания или в академических центрах, при этом рекомендуется многоцентровое сотрудничество для получения более репрезентативной выборки пациентов.

2. Методологический аспект таВНС при расстройствах сознания

1. Следуйте общим рекомендациям по применению taVNS в экспериментах²⁰.
2. Удобно расположите пациента в кресле или на кровати в соответствии с клиническими требованиями, обеспечив надлежащую поддержку головы. Используйте дополнительные ремни или подушки, чтобы сохранить устойчивую осанку и предотвратить смещения во время стимуляции.
3. Убедитесь в целостности устройства перед началом любого протокола стимуляции, осмотрев электроды на наличие признаков износа и продезинфицировав их спиртом.
4. Выберите соответствующую область на ухе для стимуляции аурикулярной ветви блуждающего нерва в экспериментальной группе, обычно размещая анод на тарелках 34,35,36.
   ПРИМЕЧАНИЕ: В то время как многие протоколы рекомендуют стимуляцию левой тарелки 37,38,39,40 для безопасности сердца, также применяется двусторонняя стимуляция, либо одновременно 41,42,43,44, либо последовательно 45. Другие протоколы предполагали нацеливание на полую раковину⁴⁴ или левый козелок⁴⁶ (Рисунок 2).
5. Используйте ту же установку в контрольной группе, что и в экспериментальной группе, но без электрической стимуляции, с очень низкой интенсивностью 39,40,41 или нацеливанием на мочку уха ^35,45.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Выбор контрольной стимуляции зависит от эффекта, который необходимо обнаружить. Тестирование различных значений интенсивности в том же месте, что и в экспериментальной группе, помогает определить, необходима ли стимуляция для достижения эффекта, в то время как стимуляция мочки уха с той же интенсивностью помогает оценить^{, необходима ли} аурикулярная ветвь блуждающего нерва.
6. Очистите целевую кожу ушей пропитанной спиртом салфеткой, чтобы удалить жир или мусор, и избегайте макияжа или сережек.
7. Нанесите тонкий слой проводящего геля или пасты перед размещением электродов на коже, следя за тем, чтобы на стимулируемую область не оказывалось чрезмерное давление, чтобы избежать дискомфорта.
8. Подключите электроды к устройству стимуляции, соблюдая цветовой код анода (красный) и катода (черный).
9. Поместите анод на целевую область, такую как цимба, козелок или полая раковина, а катод — на мочку уха.
10. Убедитесь, что оба электрода остаются на месте без смещения во время стимуляции.
11. Выберите подходящую параметризацию устройства taVNS (рисунок 3).
12. Определите продолжительность сеанса 30 минут 36,39,41,42,43,46, хотя также были предложены продолжительности 20 минут ^44,45, 45 минут³⁵, 60 минут³⁸ или даже 4 часа^34,37.
13. Выберите рабочий цикл 30 с во включенном и 30 с в выключенном^{диапазоне} 34,35,37,38,41 с синусоидальным сигналом 39,41,46 или квадратичной формой сигнала ^34,38 и шириной импульса от 200 μс до 500 μс 34,35,36,37,38,39. 40,41,46, хотя в других протоколах используются очень короткие импульсы длительностью 30 мкс ⁴⁷ или более длительные импульсы до 1 мс^43,44.
14. Изучите различные частоты стимуляции в диапазоне от 1 Гц до 100 Гц для достижения оптимальных откликов⁴⁴, при этом наиболее часто используемыми являются 20 Гц 36,39,40,41,42,43,46 и 25 Гц 34,35,38.
15. Используйте начальную интенсивность тока 3^мА20, но уменьшите ее, если оценка по шкале Nociception Coma Scale-Revised (NCS-R)⁴⁸ увеличивается на три пункта после стимуляции, оксигенация крови падает до 95% или частота сердечных сокращений увеличивается на 20%⁴⁷. В нескольких исследованиях установлены различные диапазоны интенсивности тока, такие как 4-6 мА ^36,42,43, 1-1,5 м^44,47, 0,2-1,5 мА³⁴ или 0,5-1 мА⁴⁷. Кроме того, использовались одиночные силы тока 1 мА³⁸, 1,5 мА⁴⁶, 2 мА⁴¹ или 3 мА³⁵.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Пример использования устройства taVNS представлен на дополнительном рисунке 2.
16. Повторите параметры или немедленно прекратите стимуляцию, если наблюдаются какие-либо побочные эффекты, если пациент испытывает дискомфорт или если устройство предупреждает о неоптимальной стимуляции.
17. Снимите электроды после сеанса стимуляции, очистите оба уша от остатков проводящего геля и простерилизуйте устройство с помощью спирта.

3. Время стимуляции

1. Примите решение о количестве сеансов taVNS, которые будут применяться: от одного ежедневного сеанса в течение 5 дней³⁵ дней до 6 месяцев (180 сеансов)³⁴.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Общий протокол включает в себя 40 сеансов, проводимых один раз⁴⁵ или два раза в день, 5 дней в неделю в течение 4 недель^38,46, хотя некоторые протоколы также предлагают 48 сеансов, два раза в день, 6 дней в неделю в течение 4 недель 39,40,41. Дальнейшие исследования рекомендовали в общей сложности 56 сеансов, либо один раз в день в течение восьми недель³⁷, либо два раза в день в течение 4 недель^36,42, при этом один протокол предполагает до 100 сеансов в течение 50 дней⁴³.
2. Оставьте задержку в 12-24 часа между сеансами taVNS²⁰.

4. Поведенческая оценка

1. Используйте поведенческие шкалы для оценки сознания у пациентов с нарушениями сознания, оценки когнитивных реакций и реакции внимания для мониторинга эффективности taVNS во время последующих оценок, где наблюдаемые изменения после стимуляции могут указывать на эффективность лечения.
2. Решите, какую поведенческую шкалу использовать, при этом наиболее широко используемым инструментом для оценки сознания и способности пациентов к реагированию является пересмотренная шкала восстановления после комы (CRS-R) в диапазоне от 0 до 23 баллов по шести параметрам на основе стандартизированных поведенческих^{реакций}.
3. Разместите пациентов с комфортом в тихой, хорошо освещенной комнате, свободной от отвлекающих факторов, чтобы обеспечить точную оценку.
4. Проведите первоначальную оценку для выявления потенциальных спонтанных реакций, при этом каждая реакция по всем пунктам шкалы должна быть преднамеренной и повторяться три раза для обеспечения воспроизводимости⁴⁹.
5. Установите соответствующий интервал между пунктами шкалы, так как поведенческие реакции могут быть медленными⁴⁹.
6. Полностью заполните весь протокол, даже при отсутствии очевидных ответов, с оценками, проводимыми в разное время разными специалистами, чтобы обеспечить согласованность⁴⁹.

5. Электроэнцефалографические оценки

1. Используйте электроэнцефалографические оценки в дополнение к поведенческим, выявляя вариации мощности, частоты, амплитуды, латентности или топографии в качестве индикаторов различных паттернов обработки информации мозгом у пациентов после taVNS⁵⁰.
2. Следуйте рекомендациям по проведению клинических электроэнцефалографических исследований^51,52.
3. Проводите сеансы записи в специализированном помещении с мягким, равномерно распределенным освещением, избегая прямого света или резких теней и поддерживая уровень освещенности в пределах 100-200 люкс для обеспечения комфорта и предотвращения помех процедуре. Кроме того, поддерживайте комнатную температуру в диапазоне от 20 °C до 25 °C (68 °F и 77 °F) для достижения оптимальных условий.
4. Тепло приветствуйте всех пациентов, предоставив полное и краткое объяснение целей исследования, процедур и подробных инструкций.
5. Разместите пациентов в удобном кресле или откидывайте их на кровати в зависимости от их клинических потребностей.
6. Установите надлежащий монтаж в соответствии со спецификациями производителя устройства, используя рекомендуемый интервал 16-64 электрода в соответствии с системой 10-20.
7. Расположите колпачок электрода так, чтобы Cz-канал был центрирован по осям «ухо-ухо» и «от насиона-до дюйма», избегая дискомфорта для пациента и учитывая потенциальные поражения.
8. Заправьте электроды проводящим гелем или солевым раствором, указанным производителем, и используйте зубочистку для удаления волос, чтобы обеспечить оптимальный контакт с кожей головы.
9. Подключите усилитель к компьютеру сбора данных с помощью Bluetooth, Wi-Fi или кабеля.
10. Поддерживайте частоту дискретизации регистрации на уровне не менее 500 Гц с сопротивлением ниже 10 кОм, нанося дополнительный гель или удаляя волосы при необходимости.
11. Следите за тем, чтобы пациенты оставались как можно более неподвижными, их взгляд был зафиксирован на определенной точке на экране, и применяйте протокол облегчения возбуждения, если наблюдаются признаки сонливости.
12. Выполняйте стимуляцию парадигмы на отдельном компьютере, подключенном к системе записи, или используйте один компьютер с дополнительным монитором, если это необходимо.
13. Проведите период покоя без контролируемой стимуляции в течение 3-5 минут, в зависимости от визуального качества записи, предпочтительно с открытыми глазами, хотя это можно делать и с закрытыми глазами.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Пример использования программного обеспечения для электроэнцефалографической записи представлен на дополнительном рисунке 3.
14. Разработайте чудаковатую перцептивную слуховую парадигму⁵³ для вызова процессов в мозге в специальном программном обеспечении, используя различные стимулы, подаваемые через динамики, которые привязаны к электроэнцефалографическим записям с определенными триггерами.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Пример использования программного обеспечения для проектирования парадигм представлен на дополнительном рисунке 4.
15. Девиантные высокие тона (1500 Гц) присутствуют случайным образом, в идеале составляя около 25% стимулов, наряду со стандартными низкими (1000 Гц) тонами, составляющими оставшиеся 75%, с интервалом 1500 мс между стимулами и интенсивностью 60-70 дБ.
16. Первоначально проводите парадигму в пассивном состоянии, требуя только, чтобы участник уделял внимание последовательности парадигмы, не выполняя никаких активных задач.
17. Повторите ту же парадигму, инструктируя пациентов мысленно подсчитывать девиантные стимулы для задействования произвольных когнитивных процессов как части^{активного состояния.}
    ПРИМЕЧАНИЕ: Этот процесс должен следовать структурированному протоколу, который включает в себя четкие устные инструкции и конкретные рекомендации для поддержания вовлеченности пациента, такие как поощрение мысленного счета или активная концентрация на целевых стимулах.

6. Мониторинг лечения

1. Разработайте соответствующие оценки для оценки долгосрочной эффективности taVNS, учитывая доступность, циркадные ритмы и уровни возбуждения пациентов (Рисунок 4).
2. Проведите первоначальную поведенческую и электроэнцефалографическую оценку непосредственно перед стимуляцией, чтобы точно установить исходное состояние пациента, в идеале с интервалом в 5 дней до процедуры стимуляции.
3. Проводите дополнительные еженедельные поведенческие оценки в течение всей продолжительности стимуляции 37,39,41,46 и, возможно, ежедневные оценки ³⁴.
4. Проведите еще одну поведенческую и электроэнцефалографическую оценку сразу после окончания периода стимуляции, предпочтительно через 5 дней после^{его завершения}.
5. При необходимости проводите оценку непосредственно перед и после первого и последнего сеансов taVNS для тщательного мониторинга специфических эффектов стимуляции³⁵.
6. Установите структурированное наблюдение после периода стимуляции для оценки продолжительности ее эффектов, включая еженедельные оценки в течение первого^или второго месяца³⁴, с последующими оценками каждые 3 месяца в течение 1 года⁴⁵.
7. Если пациенты покидают учреждение, в котором проводится исследование, организуйте телефонные интервью с их родственниками для оценки функционального прогресса пациентов через один-три месяца после периода стимуляции 35,39,41.

7. Электроэнцефалографическая обработка данных

1. Плохие каналы интерполируются топографически, с рекомендуемым максимумом 10% каналов⁵⁵. Отклоните запись, если эта пропорция превышена.
2. При необходимости можно понизить частоту сигнала до 250 Гц, чтобы повысить скорость обработки.
3. Сегментируйте данные на эпохи одинакового размера, с длительностью 1 с для состояния покоя и от 200 мс до 1000 мс после стимулов для слуховой парадигмы, хотя эти интервалы могут быть скорректированы в зависимости от используемой парадигмы.
4. Примените базовую коррекцию к первым 100 мс для состояния покоя и к периоду до стимуляции 200 мс для слуховой парадигмы.
5. Данные фильтруются последовательно, предпочтительно с использованием гауссова режекторного фильтра с конечной импульсной характеристикой (КИХ) 50 Гц, фильтра верхних частот в диапазоне от 0,1 Гц до 0,5 Гц и фильтра нижних частот от 30 Гц до 60 Гц.
6. На этом этапе проверьте наличие потенциальных артефактов, полученных от фильтра, чтобы убедиться, что сигнал остается подлинным.
7. Визуально и полуавтоматически отбраковывайте артефакты, используя рекомендуемый порог напряжения ±80 мкВ, и исключайте фрагменты длительностью более 100 мс с амплитудой менее 0,5 мкВ.
8. При необходимости повторите привязку сигнала, используя среднее значение всех электродов в качестве нового эталона.
9. Проведите анализ независимых компонентов для выявления потенциальных сегментов, не связанных с активностью мозга, таких как моргание глаз или мышечная активность, на основе формы, частоты и топографии компонентов.
10. Выполните быстрое преобразование Фурье с максимальным разрешением на записи состояния покоя и рассчитайте среднюю абсолютную мощность и относительную мощность в полосах частот Дельта (0,5-4 Гц), Тета (4-8 Гц), Альфа (8-14 Гц), Бета (14-30 Гц) и Гамма (>30 Гц).
11. Усредните сигнал по всем испытаниям независимо как для девиантного, так и для стандартного стимулов в записи слуховой парадигмы, обеспечив минимум 20 попыток для каждого типа стимула^56,57, хотя рекомендуется минимум 30 попыток. Кроме того, при желании примените фильтр нижних частот с диапазоном 10 Гц для сглаживания сигнала.
12. Определите компонент негатива несоответствия (MMN) как наиболее выраженное отрицательное отклонение в усредненном сигнале между 100 мс и 300 мс после начала стимула⁵⁸, в то время как компонент P300 определите как наиболее заметное положительное отклонение, происходящее между 250 мс и 800 мс после начала стимула⁵⁹.
13. Используйте электрод с наибольшей амплитудой для потенциальной составляющей, связанной с событием, в качестве опорного значения задержки для других электродов и визуально определите точку перегиба непосредственно перед компонентом.
14. Вычислите амплитуду от размаха до пика как разность между абсолютной амплитудой компонента и предшествующей точкой перегиба⁶⁰.
15. Соберите значения задержки, топографии, абсолютной амплитуды и размаховой амплитуды различных компонентов для дальнейшего анализа.
16. Сгруппируйте значения электродов из вышеупомянутого анализа, как из состояния покоя, так и из слуховой парадигмы, в кластеры, соответствующие лобно-центральной, теменно-затылочной, а также левой и правой областям интереса.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Пример использования программного обеспечения для электроэнцефалографического анализа представлен на дополнительном рисунке 5.

8. Статистика

1. Представляйте подробные отдельные данные в виде таблиц или точечных диаграмм, чтобы обеспечить прозрачность и облегчить более детальную интерпретацию изменчивости участников.
2. Проведите тест на нормальность данных с помощью теста Шапиро-Уилка, если размер выборки меньше 50, или теста Колмогорова-Смирнова, если размер выборки больше 50.
3. Если норма подтверждена, проведите повторные измерения ANOVA, рассматривая сеансы оценки как внутрисубъектные факторы, а группы пациентов как межсубъектные факторы, учитывая при этом значения поведенческих оценок, записи состояния покоя или связанные с событиями потенциальные характеристики как для девиантных, так и для стандартных стимулов. Затем проведите апостериорный анализ, такой как анализ Бонферрони или Тьюки, с уровнем значимости, установленным на уровне p < 0,05. Если норма не соблюдается, используйте вместо этого тест Фридмана.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Пример использования программного обеспечения для статистического анализа представлен на дополнительном рисунке 6.
4. Рассчитайте размер эффекта и примените дополнительные статистические методы, такие как линейные смешанные модели, методы бутстрепа или байесовские подходы, если это необходимо.
5. Четко укажите, был ли каждый анализ проведен в подтверждающей или исследовательской манере на основе статуса предварительной регистрации. Если конечная точка была предварительно зарегистрирована, сообщите о результатах как о подтверждающих. В противном случае классифицируйте их как исследовательские, чтобы облегчить интерпретацию результатов.

Результаты

Поведенческие оценки
Было задокументировано несколько исходов после применения taVNS у лиц с расстройствами сознания по аналогичному протоколу, осуществимость, безопасность и эффективность которых были первоначально подтверждены в исследовании, проведенном нашей исследовательской группой⁴⁶. В это исследование были включены шесть пациентов с UWS и восемь пациентов с MCS, которым была проведена taVNS, при этом оценка CRS-R проводилась на исходном уровне, после четырех недель лече...

Обсуждение

Трансаурикулярная стимуляция блуждающего нерва является перспективной неинвазивной методикой лечения расстройств сознания. Тем не менее, отсутствие консенсуса по этическим процедурам и протоколам усложняет усилия по выяснению истинных эффектов этой техники стимуляции в этой когорте^{пациентов.}

Уход за пациентами с расстройствами сознания сопряжен с рядом этических проблем и правовых соображений, которые требуют тщательной

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
64-электродный Active Two	БиоПолу	https://www.biosemi.com/products.htm	Электроэнцефалографическое записывающее устройство
ActiCHamp Plus / BrainAmp 64 MRplus	Продукты для мозга	https://brainvision.com/products/	Электроэнцефалографическое записывающее устройство
Анализатор Brain Vision 2.0	Продукты для мозга	https://brainvision.com/products/analyzer-2/	Программное обеспечение для электроэнцефалографического анализа
EASY-Clip / RELIfit-Козелок / RELI-Stick	Сотерикс Медикал	https://soterixmedical.com/research/tavns	Аппарат taVNS
Электрогель	Группа Telic	Г-10	Электроэнцефалографический гель
Энобио/ Стартим	Нейроэлектрика	https://www.neuroelectrics.com/	Электроэнцефалографическое записывающее устройство
Е-Прайм	Психологические программные инструменты	https://pstnet.com/products/e-prime/	Программное обеспечение для проектирования Paradigm
G*Мощность	Universitä t Dü Ссельдорф	https://www.psychologie.hhu.de/arbeitsgruppen/allgemeine-psychologie-und-arbeitspsychologie/gpower	Статистическое программное обеспечение
g.НАУТИЛУС	Компания G.Tec	https://www.gtec.at/	Электроэнцефалографическое записывающее устройство
ДЖИ-ВНС-200	Медицинские технологии Цзинъи	https://www.jingyimed.com/	Аппарат taVNS
MATLab и EEGLab	Математические работы	https://www.mathworks.com/products/matlab.html	Программное обеспечение для электроэнцефалографического анализа
Немос	Cerbomed / Технологии tVNS	https://t-vns.com/	Аппарат taVNS
Монитор Николе	Николе / Natus Medical Incorporated	https://natus.com/es/neuro/monitor-nicolet/	Электроэнцефалографическое записывающее устройство
Парасим	Парасим	https://www.parasym.co/	Аппарат taVNS
Питон	Python Software Foundation	https://www.python.org/	Программное обеспечение для электроэнцефалографического анализа
R	R Foundation for Statistical Computing	https://www.r-project.org/	Статистическое программное обеспечение
СДЗ-МИБ	Сучжоуский завод по производству медицинского оборудования / Hwato	http://www.hwato-med.com/	Аппарат taVNS
СПСС	IBM	https://www.ibm.com/es-es/products/spss-statistics	Статистическое программное обеспечение
Статистика	СтатСофт	https://www.statsoft.de/en/data-science-applications/tibco-statistica/	Статистическое программное обеспечение
таВНС501	Медицинское устройство Changzhou Rishena	https://www.rishena.com/?l=en	Аппарат taVNS
ТЭН-20	Бионический	Д-04-00ВВ	Электроэнцефалографическая проводящая паста
ЧЭНС-200А	Эверуэй Медикал Инструментс Ко., Лтд	E200A16A000144	Аппарат taVNS