Una descrizione metodologica della tecnica, potenziali bersagli e corretta amministrazione della stimolazione transcutanea nervo vago auricolare (taVNS) l’orecchio umano è descritto.
Stimolazione non invasiva del nervo vago (VNS) può essere somministrata tramite un romanzo, emergendo neuromodulatory tecnica conosciuta come stimolazione transcutanea nervo vago auricolare (taVNS). A differenza di cervicale-impiantati VNS, taVNS è un metodo poco costoso e non-chirurgico usato per modulare il sistema vago. taVNS è attraente in quanto consente per la traduzione rapida di ricerca di base VNS e serve come una cassetta di sicurezza, poco costoso e il sistema di neurostimolazione portatile per il trattamento futuro di malattia centrale e periferica. Lo sfondo e la spiegazione razionale per taVNS è descritto, con considerazioni elettriche e parametriche, orecchio corretto targeting e fissaggio degli elettrodi di stimolazione, dosaggio tramite determinazione della soglia di percezione (PT) e cassetta di sicurezza individuali somministrazione di taVNS.
Nervo cranico X, meglio conosciuto come il nervo vago, è un tratto di nervo grande che ha origine nel tronco cerebrale del sistema nervoso centrale e viaggi in tutta la periferia, targeting per tutti gli organi principali del torace e dell’addome (Figura 1)1. Stimolazione del nervo vago (VNS) comporta l’impianto chirurgico di elettrodi bipolari intorno al sinistro ramo cervicale del nervo vago. Impulsi elettrici vengono consegnati al nervo vago tramite un generatore di impulsi impiantato (IPG) impiantato chirurgicamente nel petto2. Sebbene VNS è attualmente approvato dalla FDA per l’epilessia, la depressione refrattaria e l’obesità cronica, è una procedura costosa, che richiede una visita in ospedale e ambulatorio. Sicurezza a lungo termine di VNS è affermata, e la maggior parte delle intensità di corrente di sicurezza considerazioni riguardo correlati effetti collaterali (voce rauca, mal di gola) senza gravi effetti avversi correlati al stimolazione negli ultimi 25 anni del suo uso clinico3 .
Recentemente, una forma non invasiva di VNS conosciuto come stimolazione transcutanea nervo vago auricolare (taVNS) è emerso4. taVNS fornisce stimolazione elettrica al ramo auricolare del nervo vago (ABVN), una destinazione facilmente raggiungibile che innerva l’ orecchio umano5. Nell’ultimo decennio, diversi gruppi hanno dimostrato la sicurezza e la tollerabilità di questo metodo6,7,8, tra cui centrale e sistema nervoso periferico effetti9,10, e effetti comportamentali7,11,12,13 in popolazioni neuropsichiatrici. taVNS è stato esplorato anche in individui come un promettente potenziatore cognitivo14,15 e sociale funzionante16,17,18. Come taVNS si sta affermando, offre la possibilità per i ricercatori e i clinici di tradurre rapidamente la ricerca di VNS promessa che è stata descritta in vari disordini che variano da trauma neurologico e psicologico19, 20 , 21, dipendenza22, infiammazione23e tinnito24,25.
In linea di principio, taVNS è metodologicamente simile a convenzionalmente amministrato elettrica transcutanea (TENS) usato per il trattamento di disturbi muscoloscheletrici dolore26. La differenza è che taVNS è trasportato alle destinazioni specifiche anatomiche dell’orecchio che sono creduti per essere innervata dalla ABVN5. Il campo sta ancora definendo obiettivi di stimolazione ottimale27, anche se i due posizionamenti più comuni sono la parete anteriore del canale uditivo esterno (trago) e i conchae cymba. Sham stimolazione può svolgersi stimolando il lobo dell’orecchio, un’area creduto di avere minimo innervazione ABVN (Figura 2). In alternativa, sham può essere recapitato tramite un metodo di controllo passivo in cui gli elettrodi sono collegati ai siti attivi, ma non viene inviata alcuna stimolazione. Parametri di stimolazione possono variare tra i gruppi, comunque secondo la letteratura, la stimolazione è trasmessa in maniera pulsatile (larghezza di impulso: 250 – 500 μs, frequenza: 10 – 25 Hz) e consegnato a una corrente costante individualizzata (< 5 mA). Corrente di stimolazione varia a seconda del protocollo sperimentale e individuo, con molti gruppi che esplorano varie intensità in funzione di una soglia percettiva individuale (PT). Il PT è definito come la quantità minima di corrente che provoca una sensazione percepita presso il sito di destinazione ed è solitamente determinato tramite stima parametrica di test sequenziale su misura (PEST) software descritto in questo rapporto.
taVNS è una tecnica sicura che può essere somministrata in laboratorio o regolazione clinica. Effetti collaterali di taVNS sono minimi, con irritazione o arrossamento essendo l’effetto collaterale più comune. Maggior parte degli studi taVNS esplorare la stimolazione dell’orecchio sinistro, come si è creduto per essere più sicuri, anche se i dati in una grande prova (Benassi et al 2018) rivelano che la stimolazione di destra-parteggiata non ha nessun aumento del rischio di eventi avversi. Grazie alla ricchezza della letteratura nella stimolazione unilaterale a sinistra, ci illustrerà il taVNS tipico set-up per gli studi di laboratorio che studia l’uso di sinistra-parteggiato taVNS come un intervento.
Come in tutte le nuove modalità, tutti i passaggi descritti sono fondamentali in amministrazione per la sicurezza di taVNS. Di ultima preoccupazione è oggetto di sicurezza, che comprende non solo attenuanti rischi prima taVNS tramite un’adeguata selezione, ma anche il monitoraggio soggetti durante la stimolazione per il disagio, dolore o eventi avversi. Ecco la considerazione più importante tre per l’amministrazione di taVNS. Screening per la taVNS controindicazioni – controindicazioni sono come segue: qualsiasi storia attuale o passato di disturbi cardiovascolari, dolore facciale o orecchio, recente trauma dell’orecchio, protesi di metallo sopra il livello del collo. Per la preparazione della pelle soggetto adeguato, rimuovendo qualsiasi oli di superficie, lo sporco o trucco dalla superficie della pelle con l’alcol aiuta con conducibilità degli elettrodi, riduce la tensione di stimolazione necessaria per guidare lo stimolatore e infine provoca un più seduta di stimolazione tollerabile e sicuro. È incoraggiato a utilizzare uno stimolatore ed elettrodi incontro Low Output Transcranial a stimolazione elettrica (LOTES) linee guida32. LOTES imposta le linee guida e standard di settore per gli stimolatori elettrici che sono costruiti per la stimolazione della testa e collo ed esso è incoraggiato per gruppi di leggere questo documento prima di costruire i propri sistemi. È consigliabile utilizzare entrambi uno stimolatore plug-in autorizzato dal FDA (Vedi Tabella materiali), o a bassa tensione (< 50 V), alimentato a batteria, stimolatore di corrente costante con adeguate misure di sicurezza integrate per evitare l'eccesso di zelo non intenzionale della corrente il sito di stimolazione. Assicurarsi che gli elettrodi sono prodotti e assemblati per uso specifico in taVNS. Assicurarsi che la produzione attuale e le linee guida di ingegneria sono seguite come riferimento se vengono utilizzati sistemi personalizzati fatti in laboratorio.
Una considerazione per taVNS è quello di garantire che la tensione di uscita dello stimolatore corrente costante può superare la resistenza della pelle e fornire la corrente necessaria per la stimolazione. Legge di Ohm (V = IR) dimostra il rapporto tra la corrente (I) e resistenza della pelle (R). Un minimo di uno stimolatore di da tavolo V 20 raccomanda di evitare un sistema sottodimensionato. Il calore generato dal cuoio capelluto o ambiente può degradare la pasta conduttiva. In questo caso, si raccomanda di interrompere la stimolazione e preparazione delle pelle e incollare elettrodi con nuovi conduttivi.
Una limitazione di taVNS è lo spazio vasto parametro. Non si sa su quale sia più importante — larghezza di impulso o frequenza. C’è un dati mancanti nelle prove recenti di taVNS che rispondere a tali domande. I vari effetti comportamentali sono derivati da una varietà di larghezze di impulso, frequenze e stimolazione correnti13,33,34,35,36,37, 38,39.
In questo momento, è suggerito che il 500 µs larghezza per essere il più biologicamente attiva9di impulso. Per quanto riguarda la frequenza, è stato dimostrato che 25 Hz è una frequenza effettiva, anche se corrente indagini ottimali quali frequenze più alte (> 25 Hz), stimolazione bilaterale (orecchio destro e sinistro) e paradigmi di scoppio in fase di sperimentazione sono in corso. Esplorare diversi parametri di stimolazione, stimolazione alternativa siti e ottimizzazione del ciclo di dovere di studi sono necessari per avanzare e affinare il metodo di taVNS.
taVNS è una promettente alternativa non invasiva di VNS convenzionali. taVNS fornisce un poco costoso (<$ 5.000 nel setup sperimentale dimostrato, costo fortemente dipendente dal tipo di stimolatore utilizzato) e il semplice metodo che può essere utilizzato per tradurre i risultati positivi in modelli animali, esplorando l'uso di VNS su una varietà di disturbi, non invadente modulano il sistema nervoso autonomo e potenzialmente miniaturizzati e ottimizzati per at-Home neuromodulazione per il trattamento di disordini neuropsichiatrici ed altri.
Le applicazioni possibili e potenziali future di taVNS sono molto vaste. taVNS può servire come un trattamento promettente aggiunta o stand-alone per i disordini neuropsichiatrici come depressione ed epilessia, taVNS-accoppiato riabilitazione formazione per ripristinare o accelerare l’apprendimento di un comportamento40, diminuire la risposta infiammatoria 41 , 42e potenzialmente può essere utilizzato per migliorare le prestazioni e la funzione autonoma8,10.
The authors have nothing to disclose.
Ricerca riportata in questa pubblicazione è stata sostenuta da finanziamenti dalla nazionale istituti di salute nazionali centro di neuromodulazione per la riabilitazione, NIH/NICHD Grant numero P2CHD086844, che è stato assegnato alla Medical University of South Carolina. I contenuti sono di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresentano necessariamente il punto di vista ufficiale del NIH o NICHD.
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 |