Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

مختبر "الإدارة من ترانسكوتانيوس إذني العصب المبهم التحفيز" (تافنس): تقنية، والاستهداف، والاعتبارات

Published: January 7, 2019 doi: 10.3791/58984
Automatic Translation
*1,2,3, *2, 1, 3, 3, 4, 3,5,6, 1
1Department of Biomedical Engineering, City College of New York, 2U.S. Army Research Laboratory, Aberdeen Proving Ground, 3Brain Stimulation Laboratory, Department of Psychiatry, Medical University of South Carolina, 4Department of Pediatrics, Medical University of South Carolina, 5Department of Neurology, Medical University of South Carolina, 6Ralph H. Johnson VA Medical Center
* These authors contributed equally

Summary

ويرد وصف منهجية التقنية والأهداف المحتملة، والإدارة السليمة لأذني المبهم العصبي (تافنس) في الإذن البشرية.

Abstract

تحفيز العصب المبهم عدم الغازية (الحائر) يمكن أن تدار عن طريق رواية، الناشئة نيورومودولاتوري تقنية تعرف باسم إذني المبهم العصبي (تافنس). على عكس الحائر مزروع سيرفيكالي، تافنس وسيلة غير مكلفة وغير الجراحية المستخدمة لتعديل النظام المبهم. تافنس غير جذابة كما أنه يسمح للترجمة السريعة للبحوث الأساسية الحائر ويخدم كآمنة، غير مكلفة، ونظام نيوروستيموليشن المحمولة للمستقبل علاج المرض المركزية والطرفية. ويرد وصف خلفية ومبررات تافنس، جنبا إلى جنب مع الاعتبارات الكهربائية وحدودي واستهداف الإذن المناسب ومرفق لأقطاب التحفيز، فرادى الجرعات عن طريق تحديد مفهوم العتبة (PT)، وصندوق الأمانات إدارة تافنس.

Introduction

الأعصاب القحفية X، المعروف العصب المبهم، هو المسالك عصب كبير الذي ينشأ في الدماغ للجهاز العصبي المركزي، ويسافر في جميع أنحاء المحيط، تستهدف كل جهاز رئيسي في الصدر والبطن (الشكل 1)1. تحفيز العصب المبهم (الحائر) ينطوي على زرع جراحية من أقطاب القطبين حول فرع عنق الرحم الأيسر للعصب المبهم. يتم تسليم النبضات الكهربائية للعصب المبهم عبر مولد نبض مزروع (IPG) مزروع جراحيا في الصدر2. على الرغم من أن الحائر حاليا إدارة الأغذية والعقاقير المعتمدة للصرع والاكتئاب المقاوم للحرارة، والسمنة المزمنة، وإجراء مكلفة تتطلب زيارة المستشفى وجراحة. السلامة طويلة الأمد للهفة راسخة، وغالبية اعتبارات السلامة الصدد الكثافة الحالية المتصلة بالآثار الجانبية (صوت أجش، والأم الحلق) دون آثار سلبية خطيرة متعلقة بالتحفيز على مدى السنوات ال 25 الماضية استخدام السريرية3 .

في الآونة الأخيرة، برز شكل موسع الحائر المعروف بأذني المبهم العصبي (تافنس)4. يسلم تافنس التحفيز الكهربائي للفرع إذني للعصب المبهم (أبفن)، هدف الوصول بسهولة إينيرفاتيس الإذن البشرية5. على مدى العقد الماضي، أثبتت عدة مجموعات الأمان وقابلية التحمل لهذا الأسلوب6،،من78، بما في ذلك وسط والجهاز العصبي المحيطي آثار9،10، و الآثار السلوكية7،11،،من1213 في السكان العصبية. كما يجري بحث تافنس في الأفراد كمحسن واعدة المعرفي14،15 و17،،من16عاملة اجتماعية18. كما أصبح تأسيس تافنس، يوفر القدرة للباحثين والأطباء على سرعة ترجمة البحوث الحائر الواعدة التي قد وصفت في اضطرابات مختلفة تتراوح من الصدمات العصبية والنفسية19، 20 , 21،22من الإدمان والتهاب23وطنين24،25.

من حيث المبدأ، تافنس منهجياً مماثلة للتي تدار تقليديا الكهربائية العصبي (عشرات) يستخدم لعلاج الأم العضلات اضطرابات26. والفرق هو أن تافنس يتم تسليمها إلى الإذن التشريحية المحددة الأهداف التي يعتقد أن يكون معصب من أبفن5. الميدان لا يزال تحديد أهداف التحفيز المثلى27، على الرغم من المواضع الأكثر شيوعاً هما الجدار الأمامي لقناة الإذن الخارجي (تراجوس) وكونكا سيمبا. قد يجري تحفيز الشام حفز دلتا للإذن، وهي منطقة يعتقد أن يكون الحد الأدنى أبفن تعصيب (الشكل 2). وبدلاً من ذلك، قد يتم تسليم الشام عبر أسلوب تحكم سلبي الذي يتم إرفاق أقطاب للمواقع النشطة، ولكن يتم تسليم لا التحفيز. قد تختلف المعلمات التحفيز بين المجموعات، ولكن وفقا للأدبيات، يتم تسليم التحفيز بطريقة نابض (نبض العرض: 250 – 500 ميكروثانية، تردد: 10 – 25 هرتز) وألقى في قيمة ثابتة فردية الحالية (< 5 mA). التحفيز الحالي يختلف حسب بروتوكول الفردية والتجريبية، مع العديد من المجموعات استكشاف كثافات مختلفة كدالة لعتبة الإدراك الحسي الفرد (PT). ويعرف بأنه الحد الأدنى من إثارة ضجة متصورة في موقع الهدف الحالي حزب العمال مصممة عادة عن طريق تقدير حدودي باختبار متتابعة مخصصة (الآفات) البرمجيات المشروحة في هذا التقرير.

تافنس هو أسلوب آمنة التي يمكن أن تدار في المختبر أو الإعداد السريرية. الآثار الجانبية تافنس ضئيلة، مع تهيج الجلد أو احمرار يجري الأثر الجانبي الأكثر شيوعاً. معظم الدراسات تافنس استكشاف تحفيز أذنه اليسرى، كما يعتقد أن تكون أكثر أماناً، على الرغم من أن البيانات في محاكمة كبيرة (بدران وآخرون عام 2018) تكشف عن أن التحفيز على وجه حق بأية زيادات في خطر الأحداث الضائرة. نظراً لثراء الأدب في تحفيز الجانب أحادية الجانب اليسار، نحن سيتم توضيح إنشاء تافنس النموذجية للدراسات المختبرية للتحقيق في استخدام الجانب الأيسر تافنس كتدخل.

Protocol

السريرية الإعداد في الذي نحن تستهدف تحفيز الجدار الأمامي للقناة السمعية (tragus) في موقف ضعيف مع قطرها 8 مم جولة قطب معدني أو هذا البروتوكول التجريبي يوضح هيكل نموذجي تافنس لاستخدامها في مختبر. يمكن أن تحاكي هذه الأساليب لمواقع المعالجة النشطة البديلة بمجرد تغيير موقف القطب إلى كونتشا سيمبا. جميع الأساليب والإجراءات قد أقرت بالبشرية بحوث حماية برنامج (حرب) في كلية مدينة نيويورك مجلس الهجرة واللاجئين.

1-المواد

  1. ضمان إعداد جميع المواد اللازمة لإدارة تافنس (الشكل 3). قد يكون مشجعا تافنس أما بطارية مدفوعة جهاز يفي بلوائح السلامة المحلية أو مدعوم من منفذ كهربائية تقليدية مع آليات الأمان المضمنة التي تمنع العواصف الكهربائية غير مقصودة. مشجعا (الحالي تسيطر) الحالي مستمر مع طاقة إنتاجية قصوى قدرها 5 ما مطلوب.
  2. تافنس، استخدام أقطاب التحفيز مصنوعة من معدن موصل الجولة (تين، Ag/AgCl، الذهب) جنبا إلى جنب مع وسيلة موصلة مثل لصق موصل أو هلام اﻻلكتروﻻيت (انظر الجدول للمواد). وبدلاً من ذلك، استخدم موصل كهربائي مع الأقطاب الكربونية موصلة مرنة وهلام موصلة التي قد تكون أو لا تكون لاصقة. ابدأ وضع أقطاب مباشرة على الجلد دون وسيلة موصلة، وهذا قد يشكل مخاطر غير ضرورية للمشاركة، ويمكن أن يسبب عدم الراحة أو الألم.
  3. استخدام كمبيوتر يقوم بتشغيل البرنامج النصي (انظر الجدول للمواد) التي برمجتها والمستخدمة للتحكم في مشجعا وبدء التحفيز مع معلمات محددة. تتضمن هذه المعلمات الكثافة الحالية (mA)، عرض النبض (ميكروثانية)، التردد (هرتز)، ودورة العمل (تشغيل/إيقاف تشغيل الوقت, s)، ومدة الدورة (دقيقة).
  4. استخدام الكحول إعداد منصات (كحول الأيزوبروبيل 70 ٪) لإعداد سطح الجلد قبل ربط كهربائي للإذن. هذا يزيل الزيوت السطحية من سطح الجلد ويقلل من مقاومة الجلد، ويتم تسليم التحفيز ضمان مستويات الطاقة الآمنة.

2-الإذن الاستهداف والجلد إعداد

  1. استخدام معايير الاشتمال العامة التالية لإجراء تافنس في إعداد البحوث: العمر 18 – 70, لا ألم الإذن أو الوجه، ولا صدمات الإذن الأخيرة، لم يزرع المعدنية بما في ذلك منظم نبضات القلب، غير الحوامل.
  2. في التجارب التي تنطوي على صحة المشاركين في إعداد مختبر، استخدام معايير الاستبعاد التالية: التاريخ الشخصي أو العائلي للاستيلاء أو مزاج، أو اضطرابات القلب والأوعية الدموية، والاعتماد على الكحول أو تعاطي المخدرات غير المشروعة مؤخرا، على أي الدوائي عوامل معروفة لزيادة خطر الاستيلاء.
  3. مقعد المشارك على سرير مريح أو كرسي في وضع مريح ضعيف أو غيرها مع رفع الساقين والرأس أيد.
  4. فحص الإذن اليسرى للمشارك. كفالة يتم إرفاق لا مجوهرات وتتم إزالة جميع المكياج ومحلول. تأكيد هناك لا موانع المتصلة بالجلد في الموقع من التحفيز، بما في ذلك حرق الشمس، التخفيضات، والآفات، والقروح المفتوحة.
  5. البحث عن الهدف التحفيز، لاندماركيد بالحائط الأمامي لقناة الإذن الخارجي خارجياً بالعثور تراجوس. سيتم تسليم التحفيز إلى جزء قناة الإذن مباشرة وراء تراجوس (الشكل 4).
  6. استخدام جهاز pad الإعدادية الكحول بلطف فرك الموقع المستهدف، داخليا وخارجياً، لتقليل مقاومة الجلد وزيادة الموصلية.

3-القطب إعداد ووضع

  1. إذا كان استخدام الأقطاب الكهربائية غير المتاح، تفقد بصريا أقطاب لضمان نظيفة، ويتعرض السطح خالية من التآكل. ضمان أن يتم تطهيرها أقطاب لمنع انتشار البكتيريا بين المواضيع. يمكن أن يتم ذلك باستخدام مناديل الكحول أو التعقيم لفرك أقطاب كهربائية. في حالة استخدام أقطاب المتاح، انتقل إلى الخطوة 3، 2.
  2. انتشار طبقة رقيقة من لصق موصل إلى سطح القطب بالتساوي. هذا سيتم توزيع الكهرباء إلى موقع التحفيز. 8 مم الجولة القطر القطب، يكفي بكمية الحجم البازلاء للصق. تنتشر لصق باستخدام قضيب خشبي ضيق لتشكل طبقة رقيقة < 1 مم للصق على كل أقطاب.
  3. قم بتوصيل كابلات الكهربائي إلى جهاز التحفيز أثناء إيقاف تشغيل الجهاز والتحقق من الأقطاب أقطاب كهربائية (القطب الأحمر/الإيجابية: اﻷنود، القطب الأسود/السلبية: الكاثود). هذه تفاصيل مهمة كاستهداف قطبية محددة – اﻷنود (الأحمر/إيجابية المحطة الطرفية) هو قطب كهربائي يوضع داخل قناة الإذن واستهداف الجدار الأمامي لقناة الإذن الخارجي. الكاثود (أسود/السلبية الطرفية) يجلس على الجزء الخارجي الإذن يعلق إلى تراجوس. لتحفيز الشام، يوضع اﻷنود على الجانب الأمامي للإذن.
  4. مقطع مسرى الربيع على تراجوس مع اﻷنود مما يجعل الاتصال مع الجدار الأمامي لقناة الإذن الخارجي والكاثود الاتصال بالجزء الأمامي من تراجوس.
    ملاحظة: إذا كان إجراء التحفيز الشام، مقطع مسرى على دلتا (عنصر التحكم النشط). بدلاً من ذلك، قد يتم تسليم التحفيز الشام بإرفاق مقاطع التحفيز للموقع النشط وتقديم لا التيار الكهربائي (مراقبة الخامل).
  5. كما المواضيع سوف تشعر بضغط أقطاب قص إلى آذانهم، ضمان هذا الضغط غير مريح أو تعطيلا لتدفق الدم الإقليمي كما تجلى شاحب البشرة البيضاء في موقع القصاصة أو الألم الجسدي لمست بهذا الموضوع. وبعد هذه النقطة، تحديد عتبة الإدراك الحسي (PT) التي سيتم وصفها في الخطوة الإجرائية التالية.

4-تحديد عتبة الإدراك الحسي (PT)

ملاحظة: عتبة الإدراك الحسي قيمة حرجة المستخدمة لتحديد قوة التحفيز تافنس. يتم تعريف هذه القيمة كالحد الأدنى من كمية الكهرباء اللازمة لإدراك التحفيز الكهربائي على الجلد يوصف إحساس بوخز أو مكان.

  1. تحديد PT step-up وتنحى ثنائي حدودي بحث بسيط باستخدام. أولاً قم بتشغيل مشجعا وتعيين الإخراج إلى 3 اماه. تسليم قطار ثاني 1 من التحفيز تافنس في عرض النبض المطلوب (عادة 250 – 500 ميكروثانية) والتردد (هرتز 25، يمكن أن تختلف استناداً إلى التطبيق).
  2. طرح هذا الموضوع إذا شعروا بالتحفيز. ويقال عموما الإحساس "دغدغة" أو "الثقب" ضجة كبيرة.
    1. إذا كان الجواب نعم، انتقل بانخفاض كثافة التحفيز بنسبة 50% وكرر الخطوة 4، 2. إذا لا، زيادة كثافة التحفيز بنسبة 50% وكرر الخطوة 4، 2.
  3. كرر العملية الموضحة في الخطوة 4، 2 حتى تسجيل الحد ني 4 "نعم" الردود التي 4th نعم الرد يجب أن يأتي بعد رقم الكثافة (في درجة الماجستير) حزب العمال سوف القيمة الذي يقول الموضوع الرابعة نعم استجابة إلى.
  4. استخدام إيجاد عتبة المثال PT مسرود في الجدول 1 للمساعدة في تصميم حزب العمال.

5-تقديم التحفيز

  1. بمجرد الموضوع أقطاب التحفيز مريحة مع تعلق بشكل صحيح إلى الهدف المنشود، وعتبة الإدراك الحسي البت في عرض النبض المطلوب والتردد، تبدأ التحفيز.
  2. استخدام كمبيوتر يشغل نبض توليد واجهة المستخدم الرسومية (مثل ستيمديسيجنير، ومجانية المضمنة مع هذه المخطوطة) متصل بوحدة اقتناء بيانات (دق) إلى محرك أقراص نظام التحفيز. يجب إخراج البرنامج البقوليات TTL كالإعدادات القابلة للبرمجة (الشكل 5). سيتم إرسال نبضات TTL عبر كابل BNC إلى منفذ "الزناد في" مشجعا. يسمح هذا البرنامج/مشجعا واجهة واجهة تحوير تردد، دورة العمل (تشغيل/إيقاف تشغيل الوقت)، ومدة الدورة (الشكل 6). واجهة المستخدم الرسومية استخدام المرفق كمورد الحرة والمفتوحة المصدر مع هذه المخطوطة.
    1. ضمان أن يتم تسليم التحفيز على عتبة عظمى، مثل 200% لحزب العمال8،9. على سبيل المثال، إذا كانت مصممة في حزب العمال أن يكون 0.8 درجة الماجستير، سيتم تسليم التحفيز في 1.6 اماه.
    2. ضمان التقيد بالمبادئ التوجيهية المتعلقة بواجب دورات عند إجراء دورات التحفيز منذ وقت طويل. دورات العمل النموذجية قد 30 – 60 ثانية "على فترات" s 60 – 120 "قبالة" فترات أو دورات واجب 20 – 50%.
    3. وتختلف مدة دورة التحفيز (إجمالي الوقت). تشير الدراسات إلى أن دورات التحفيز 30-60 دقيقة في دورة عمل 25% آمنة وخالية من أي آثار جانبية حادة أو الأحداث الضائرة. يمكن أن تتكرر هذه الدورات مع 12-24 ح بين الدورات بأمان.
      ملاحظة: السلامة تافنس غير واضح لفترات أطول من دورات التحفيز، النسبة المئوية أكبر واجب دورات (> 40%)، تسارع النماذج، والجرعات الكبيرة الحالية التحفيز.

6-وبعد تافنس

  1. عندما يتم الانتهاء من التحفيز، تسجيل بيانات موضوعية بشأن عدم الراحة التحفيز والآثار الجانبية. على الرغم من أن تافنس، مثل الحائر القابلة للغرس، حدت من شواغل السلامة8،28والإحساس برصد وتسجيل والانزعاج وأي أحداث سلبية على تصنيف من 0 – 1029.
  2. إزالة مسرى التحفيز من الإذن وتنظيف بقايا لصق موصل من الإذن في هذا الموضوع باستخدام جهاز pad الإعدادية الكحول.
  3. استخدام الكحول لتنظيف وتطهير مسرى التحفيز فور إزالة من الإذن في هذا الموضوع.
  4. فحص الإذن لاحمرار أو تهيج في موقع التحفيز وتسجيل أي ملاحظات.

Representative Results

عندما يجري إعداد الجلد السليم، عتبات الإدراك الحسي ارتباطاً عكسيا مع عرض النبض التحفيز. كما يزيد من عرض النبض، انخفاض عتبة الإدراك الحسي (الشكل 7). الدراسات الأولية بهذه المجموعة استكشاف أثر عرض النبض في حزب العمال في الأشخاص الأصحاء (الاجتماع تضمين/استبعاد المعايير المذكورة أعلاه)، وقرر أن الإجمالية المجمعة (n = 15، 7 الإناث، يعني سن 26.5 ± 4.99) PT في 100 ميكروثانية = 3.92 ± 1.1 mA؛ 200 ميكروثانية = 2.24 ± 0.74 mA؛ 500 ميكروثانية = 1.24 ± 0.41 اماه. هذه العتبات توحي بأنه مشجعا الحالي مستمر مع قدرة إيصال يصل إلى 5 mA الحالي مطلوب لتحفيز نبض ميكروثانية 500 عرض المعلمات، والحد أدنى من مشجعا 10mA مطلوب لعرض النبضة السفلي (الجدول 2). ضبط الحالية مطلوب، مع زيادات بمقدار 0.1 mA ضرورية لحفز دقيقة.

تقديم التحفيز في 200% PT مقبول ونسبيا جداول الألم مجاناً كما يتبين من الألم العددية جداول تصنيف (شمالي البحر الأحمر)9،30. مقياس شمالي البحر الأحمر هو نظام تصنيف للألم من 0-10 فيه الأفراد تقرير الألم أو الانزعاج29. التحفيز على حد سواء نشطة والشام قي المثل مستويات منخفضة من الألم (شمالي البحر الأحمر < 3 لكل عرض النبض التحفيز. وبشكل أكثر تحديداً، يقال عرض النبض النشطة بيولوجيا 500 ميكروثانية وألقى في 25 هرتز في المتوسط معدل نشط = ± 1.98 0.83، شام = 2.17 ± 1.27 (n = 25، 9 الإناث، متوسط العمر 25.16 ± سنوات 4.16) (الجدول 3). تصنيفات الألم لمعلمات أخرى لا أكثر إيلاما من المعلمة 25 هرتز ويمكن الاطلاع على التفاصيل في الفريقين العمل السابقة30.

السلامة وقابلية التحمل من 30 دقيقة إلى دورات 1 ساعة في دورة عمل 20 – 50% تم على نطاق واسع عن في الأدب مع بعض الدراسات تقديم دورات متعددة في نفس اليوم انتشار ح 12 – 15 إلى جانب12،31. أبلغ عن أي أحداث سلبية خطيرة من 60 المواضيع المشاركة في سلسلة من تجارب عدة مع المواضيع المشاركة من 1 إلى 8 زيارات متكررة انتشار كحد أدنى لمدة 24 ساعة وبصرف النظر.

تافنس، عندما تدار كما ورد في هذه المخطوطة، قد أظهرت أن تعدل النظام العصبي اللاإرادي، تحدث تغييرات في نشاط الدماغ الوظيفية مقاسا بالرنين المغناطيسي الوظيفي غامق، وتجريبها لعلاج الاضطرابات النفسية العصبية والمساعدة في إعادة تأهيل .

Figure 1
الشكل 1 : إسقاطات ناقل العصب المبهم والمقطع العرضي. تعمل إسقاطات الهدف العصب المبهم كل جهاز رئيسي في الجسم واسعة مع تأثيرات على جسدي ناقل (أ) (ب) المقطع العرضي للعصب المبهم، مما يدل على الداخل تشريح العصب كسلسلة من حزم الأعصاب لجميع الوارد ضمن مسار رئيسي واحد. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 2
الشكل 2 : تافنس "أهداف الإذن". استهداف أبفن يمكن أن يتحقق عن طريق تنشيط الجدار الأمامي لقناة الإذن الخارجي، لاندماركيد لا سيما عن طريق تراجوس (A1)، أو كونكا سيمبا (A2). ويدار التحفيز الشام لدلتا (S). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 3
الشكل 3 : العناصر الرئيسية- الحد الأدنى المطلوب من المكونات للإدارة السليمة تافنس هي كما يلي (A) أقطاب التحفيز الإذن وهلام موصلة (ب) والكحول الإعدادية منصات، الكمبيوتر (ج) قادرة على إرسال واستقبال نبضات TTL ل (د ) مشجعا الحالي المستمر لتحريك التحفيز. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 4
الشكل 4 : مثال الإعداد. هذه الصورة يظهر تافنس المستقبلة فردية من أذنه اليسرى أثناء وجوده في موقف الخضوع نموذج تجريبي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 5
الشكل 5 : لقطة من واجهة المستخدم الرسومية المستخدمة للتحفيز. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 6
الرقم 6 : التلاعب الموجي التحفيز الكهربائي. يمكن توصيل التيار الكهربائي المباشر الموجه مربعة في معلمات مختلفة. وهذا الرقم يوضح الخصائص الرئيسية للموجي التي يمكن تغييرها من أجل تحقيق الآثار المرجوة البيولوجية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 7
الشكل 7 : قيم العتبة الإدراكية في زيادة عرض النبض. ومع ازدياد عرض النبض، يقلل من عتبة الإدراك الحسي (PT). سوف يكون الأفراد الأكثر صحية من حزب العمال داخل 2 الانحرافات المعيارية (SD) من هذه القيم الوسطية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Table 1
الجدول 1: مثال لكيفية تحديد عتبة الإدراك الحسي (PT). هذا الجدول يبين تسلسل مثال نعم/لا الردود المستخدمة لتحديد باراميتريكالي حزب العمال.

Table 2
الجدول 2: المستويات الحالية للتحفيز. قيم تحفيز الحالية في درجة الماجستير (200% PT) لكل عرض النبض (n = 15).

Table 3
الجدول 3: حزب العمال والتحفيز الحالية وألم قيم معلمات التحفيز المقترح. قيم تحفيز الحالية في درجة الماجستير (200% PT) لكل عرض النبض (n = 25).

Supplemental File Figure
"الملف التكميلي": مجانية واجهة المستخدم الرسومية المستخدمة في هذا البروتوكول- اضغط هنا لتحميل هذا الملف.

Discussion

كما هو الحال في جميع طرائق رواية، جميع الخطوات الموصوفة الحاسمة في الإدارة الآمنة تافنس. من القلق في نهاية المطاف هو موضوع السلامة، الذي يشمل ليس فقط تخفيف المخاطر قبل تافنس عبر الفحص السليم، ولكن أيضا برصد المواضيع خلال التحفيز للانزعاج أو الألم أو الأحداث الضائرة. وفيما يلي أهم الاعتبارات الثلاثة لإدارة تافنس. فحص تافنس موانع-موانع كما يلي: أي التاريخ الحالي أو في الماضي اضطرابات القلب والأوعية الدموية، وألم الإذن أو الوجه، ومؤخرا الإذن الصدمات، يزرع المعادن على مستوى الرقبة. لإعداد الجلد السليم في هذا الموضوع، إزالة أي الزيوت السطحية، والأوساخ، أو ماكياج من سطح الجلد بالكحول يساعد مع التوصيل للأقطاب ويقلل تحفيز الجهد المطلوب لمحرك الأقراص مشجعا ويؤدي في نهاية المطاف أكثر دورة التحفيز مقبولة وآمنة. هي تشجع على استخدام مشجعا واقطاب الاجتماع المبادئ التوجيهية منخفضة الإنتاج Transcranial الكهربائية التحفيز (صورة)32. صورة تضع مبادئ توجيهية ومعايير الصناعة للمنبهات الكهربائية التي يتم بناؤها للتحفيز للرأس والرقبة، وأن يشجع المجموعات قراءة هذا المستند قبل بناء نظمها الخاصة بها. ينصح باستخدام أما مشجعا في المكونات تطهير إدارة الأغذية والعقاقير (انظر الجدول للمواد)، أو جهد منخفض (< 50 V)، بطارية تعمل بالطاقة، مشجعا الحالي المستمر مع تدابير السلامة المناسبة المضمنة لتجنب التسليم غير مقصودة بالزيادة الحالية إلى موقع التحفيز. ضمان أن أقطاب يتم صنعها وتجميعها لاستخدام معين في تافنس. ضمان أن التصنيع الحالية وهندسة مبادئ توجيهية تتبع كمرجع إذا استخدمت أنظمة مخصصة الصنع مختبر.

أحد الاعتبارات تافنس التأكد من أن إخراج الجهد مشجعا الحالية ثابتة يمكن التغلب على مقاومة الجلد وتسليم الحالية اللازمة للتحفيز. قانون أوم (V = IR) يوضح العلاقة بين التيار (I) والجلد المقاومة (R). كحد أدنى 20 مشجعا منضدية الخامس يوصي بتجنب نظام أضعفت. قد تخفض الحرارة المتولدة من فروة الرأس أو البيئة لصق موصل. إذا حدث هذا، فمن المستحسن إيقاف التحفيز وإعادة الإعدادية الجلد ولصق أقطاب جديدة موصلة.

حد تافنس هو المساحة الشاسعة المعلمة. أنه لا يعرف ما هو أكثر أهمية--عرض النبض أو التردد. هناك بيانات غير موجودة في محاكمات تافنس مؤخرا أن الإجابة على هذه الأسئلة. مختلف التأثيرات السلوكية مستقاة من مجموعة متنوعة من الأعراض النبض، الترددات وتحفيز التيارات13،،من3334،35،36،37، ،من 3839.

في هذا الوقت، واقترح أن النبض المايكروثانيه 500 العرض أن تكون نشطة بيولوجيا أكثر9. فيما يتعلق بالتردد، وقد ثبت أن 25 هرتز تردد فعالة، على الرغم من أن الحالية تحقيقات مثلى مثل الترددات العالية (> 25 هرتز)، التحفيز الثنائية (الأذنين الأيسر والأيمن)، ونماذج الفحص الاندفاع وتجري. الدراسات استكشاف معلمات مختلفة من التحفيز والمواقع البديلة التحفيز، وواجب دورة التحسين مطلوبة لتعزيز وصقل أسلوب تافنس.

تافنس بديل غير الغازية واعدة بلهفة التقليدية. تافنس يوفر غير مكلفة (< 5,000 دولار في الإعداد التجريبية الواضحة، التكلفة اعتماداً على نوع مشجعا المستخدمة) وأسلوب بسيط يمكن استخدامها لترجمة النتائج الإيجابية في نماذج حيوانية استكشاف استخدام لهفة على مجموعة متنوعة من اضطرابات، نونينفاسيفيلي تعدل النظام العصبي اللاإرادي، ويحتمل أن تكون المنمنمة، والأمثل للمنزل نيورومودوليشن لعلاج الاضطرابات النفسية العصبية وغيرها.

التطبيقات الممكنة والمحتملة مستقبلا من تافنس واسعة. تافنس يمكن أن تخدم كعلاج مساعد أو مستقل واعدة للاضطرابات النفسية العصبية مثل الاكتئاب والصرع، إقران تافنس التأهيل التدريب لاستعادة أو تسريع التعلم من السلوك40، إنقاص الاستجابة الالتهابية 41 , 42، ويمكن أن تستخدم لتعزيز الأداء والوظيفة اللاإرادي8،10.

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgments

تم البحث عنها في هذا المنشور مدعومة بتمويل من "الوطنية معاهد للصحة الوطنية مركز من نيورومودوليشن" لإعادة التأهيل، والمعاهد الوطنية للصحة/NICHD P2CHD086844 عدد المنح التي منحت "جامعة ساوث كارولينا الطبية". المحتويات هي المسؤولة الوحيدة عن المؤلفين ولا تمثل بالضرورة وجهات النظر الرسمية للمعاهد الوطنية للصحة أو NICHD.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
70% Isopropyl Alcohol Wipes Any N/A Any alcohol preparation pads used for skin in appropriate.
Constant Current Stimulator (Triggerable) Soterix Medical N/A Stimulator manufactured for custom use by Soterix Medical
Disposable Conductive Electrodes Custom Built N/A Stimulation electrodes are custom built at the City College Neural Engineering Lab (Badran/Bikson)
Matlab Software w/ Stimulation GUI MathWorks N/A MATLAB used for programing pulse pattern
Ten20 Conductive Paste Weaver and Company N/A Conductive paste used for administration of stimulation

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Tags

علم الأعصاب، العدد 143، تافنس، تفنس، الحائر، Transcutaneous تحفيز العصب المبهم إذني، تحفيز العصب المبهم، الإذن التحفيز
مختبر "الإدارة من ترانسكوتانيوس إذني العصب المبهم التحفيز" (تافنس): تقنية، والاستهداف، والاعتبارات
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Badran, B. W., Yu, A. B., Adair, D., … More

Badran, B. W., Yu, A. B., Adair, D., Mappin, G., DeVries, W. H., Jenkins, D. D., George, M. S., Bikson, M. Laboratory Administration of Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation (taVNS): Technique, Targeting, and Considerations. J. Vis. Exp. (143), e58984, doi:10.3791/58984 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter