了解非侵入性耳迷走神经刺激对脑电图和 HRV 的影响

摘要

该协议提供了有关如何在临床试验中应用经皮耳迷走神经刺激 （taVNS） 的信息，包括潜在的生物标志物，例如 EEG 指标和心率变异性 （HRV） 以衡量这种治疗对自主神经系统的影响。

摘要

几项研究表明，经皮耳迷走神经刺激 （taVNS） 在治疗各种疾病方面取得了有希望的结果;然而，没有机制研究研究过这种技术的神经网络和自主神经系统效应。本研究旨在描述 taVNS 如何影响 EEG 指标、HRV 和疼痛水平。健康受试者被随机分为两组：活性taVNS组和假taVNS组。在基线、30 分钟和 30 Hz、200-250 μs taVNS 或假刺激后 60 分钟记录脑电图 （EEG） 和心率变异性 （HRV），并计算指标之间的差异。关于迷走神经投射，一些研究已经证明了迷走神经在调节大脑活动、自主神经系统和疼痛通路方面的作用。然而，仍然需要更多的数据来理解taVNS在这些系统上的机制。在此背景下，本研究提出了一些方法，为更深入地讨论该技术的生理影响提供数据，这可以帮助未来在各种条件下的治疗研究。

引言

经耳迷走神经刺激 （taVNS） 是一种最新的神经调控技术，不需要手术，并利用放置在耳廓或耳屏上的非侵入性刺激装置。因此，它对患者来说更容易获得和安全¹.近年来，taVNS领域迅速扩展，主要集中在临床试验上，这些试验展示了对各种病理状况的潜在治疗优势，包括癫痫、抑郁症、耳鸣、帕金森病、葡萄糖耐量受损、精神分裂症和心房颤动²。关于taVNS及其对中央和外围系统中枢和外围系统中生物过程的影响，有很多值得讨论的地方。理想情况下，生物标志物可能证明迷走神经的耳支受到刺激，影响颅内结构，并允许研究人员分析taVNS如何影响生理功能。然而，如果没有可靠的生物标志物，就不容易理解taVNS数据的含义以及如何有效地解释它们。

脑电图 （EEG） 是一种令人鼓舞的成像工具，可为 taVNS 提供生物标志物。它是一种非侵入性、可靠、廉价的方法来测量和量化皮质活动 ^3,4。在此过程之后，我们小组进行了系统评价，展示了 taVNS 可能影响皮层活动的基本细节，主要是增加较低频率（delta 和 theta）的 EEG 功率谱活动。然而，还检测到了较高频率 （alpha） 和与抑制任务相关的早期 ERP 组件变化的不同结果。发现研究之间的异质性很高;因此，更均匀、更重要和计划周密的研究对于就....

研究方案

所有研究程序均在斯波尔丁神经调控中心/斯波尔丁剑桥医院进行。该协议的伦理批准已获得麻省总伯翰 IRB（编号协议 #：2022P003200）。使用加密的研究电子数据捕获 （REDCap） 平台获得所有受试者的知情同意（见 材料表）。试验注册号：NCT05801809。

1. 课题筛选

1. 通过多个来源确定潜在主题。
   注：在本研究中，人类受试者是从 （1） 波士顿地区公共区域的传单中识别出来的，（2） 互联网和报纸广告，（3） 张贴在公共交通工具上的广告 （The T），（4） 通过 麻省总会布里格姆研究的 Rally 平台（见 材料表）。本研究选择了 44 名健康受试者。
2. 联系符合条件的受试者或以电子方式请求许可以与他们联系以提供有关研究的更多信息。
3. 在第一次接触时（通常是电话或 Zoom Enterprise 电话），研究合作研究员会管理一份在线 PR 筛选问卷。在线预筛选过程完成后，将共同研究者收集的信息提交给研究的 PI 进行进一步审查以确认资格。然后，将从预筛选中获得的数据存储在基于网络的加密平台（REDCap，见 材料表）中。
   1. 包括 18 岁以上且未接受过刺激的受试者 （taVNS）。
   2. 排除孕妇、存在医疗状况以及存在任....

讨论

经耳迷走神经刺激 （taVNS） 正在成为解决多种神经精神疾病的有前途的治疗途径。抑郁症和焦虑症等情绪障碍构成了巨大的全球健康负担，尤其是在 COVID-19 大流行之后¹⁹.最近探索 taVNS 的研究表明，它有可能缓解与这些疾病相关的症状。

迷走神经在脑-肠轴和情绪反应的调节中起着关键作用²⁰.通过 taVNS 刺激迷走神经被认为可以调节神经递?.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Articulated arm	Electrical Geodesics, Inc.	20090645
Baby shampoo	Dynarex	1396
Charge Cable	NEURIVE Co.	HV12303003
Computer	Apple	YM92704U4PC
Condutive eartip	NEURIVE Co.	HV12303003
Earset	NEURIVE Co.	HV12303003
EEG 64-channel cap	Electrical Geodesics, Inc.	H11333
Heart rate sensor	Polar	M311370175396
Monitor	Dell	REVA01
Net Amps 300	Electrical Geodesics, Inc.	A09370244
Peltier thermode	Advanced Medical Systems, Ramat Yishai, Isreal
Potassium Chloride (dry)	Electrical Geodesics, Inc.	820127755
Rally	Mass General Brigham Research		online platform
Research Electronic Data Capture (REDCap)	Vanderbilt		web-based software platform
Thermosensory Stimulator	Medoc Ltd	1241
Transauricular vagus nerve stimulator	NEURIVE Co.	HV12303003