Gleichzeitige Anwendung der transkraniellen Gleichstromstimulation während der Virtual-Reality-Exposition

Zusammenfassung

Dieses Manuskript skizziert ein neuartiges Protokoll, das die gleichzeitige Anwendung der transkraniellen Gleichstromstimulation während der Exposition gegenüber Kriegstrauma-bezogenen Hinweisen unter Verwendung virtueller Realität für Veteranen mit posttraumatischer Belastungsstörung ermöglicht.

Zusammenfassung

Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) ist eine Form der nicht-invasiven Hirnstimulation, die die Wahrscheinlichkeit eines neuronalen Feuerns durch Modulation neuronaler Ruhemembranen verändert. Im Vergleich zu anderen Techniken ist tDCS relativ sicher, kostengünstig und kann verabreicht werden, während Einzelpersonen an kontrollierten, spezifischen kognitiven Prozessen beteiligt sind. Dieser letzte Punkt ist wichtig, da tDCS überwiegend intrinsisch aktive neuronale Regionen betreffen kann. In dem Bestreben, tDCS als mögliche Behandlung für psychiatrische Erkrankungen zu testen, beschreibt das hier beschriebene Protokoll ein neuartiges Verfahren, das die gleichzeitige Anwendung von tDCS während der Exposition gegenüber traumabedingten Hinweisen mithilfe von Virtual Reality (tDCS + VR) für Veteranen mit posttraumatischer Belastungsstörung (NCT03372460) ermöglicht. In diesem Doppelblindprotokoll erhalten die Teilnehmer entweder 25 Minuten lang 2 mA tDCS oder Scheinstimulation, während sie passiv drei 8-minütige standardisierte Virtual-Reality-Fahrten durch den Irak oder Afghanistan beobachten, wobei Virtual-Reality-Ereignisse während jeder Fahrt an Intensität zunehmen. Die Teilnehmer durchlaufen sechs Sitzungen von tDCS + VR im Laufe von 2-3 Wochen, und die Psychophysiologie (Hautleitfähigkeitsreaktivität) wird während jeder Sitzung gemessen. Dies ermöglicht das Testen von Änderungen innerhalb und zwischen Sitzungen in Hypererregung zu Virtual-Reality-Ereignissen und Zusatzeffekten von tDCS. Die Stimulation erfolgt über ein eingebautes wiederaufladbares batteriebetriebenes tDCS-Gerät mit einer einseitigen Elektrodeneinrichtung von 1 (Anode) x 1 (Kathode). Jede Elektrode wird in einer 3 x 3 cm (Stromdichte 2,22 A/m²⁾wiederverwendbaren Schwammtasche platziert, die mit 0,9% normaler Kochsalzlösung gesättigt ist. Schwämme mit Elektroden werden mit einem Gummikopfband am Schädel des Teilnehmers befestigt, wobei die Elektroden so platziert sind, dass sie auf Regionen innerhalb des ventromedialen präfrontalen Kortex abzielen. Das Virtual-Reality-Headset wird so über die tDCS-Montage gelegt, dass Elektrodenstörungen vermieden werden.

Einleitung

Posttraumatische Belastungsstörung (PTBS) ist eine chronische und behindernde Erkrankung, die besonders bei Veteranen vorkommt. Trotz seiner Prävalenz und verheerenden Auswirkungen haben viele, die eine evidenzbasierte Psychotherapie für PTBS erhalten, signifikante Restsymptome¹. Die synergistische Anwendung der nicht-invasiven Hirnstimulation zusammen mit PTBS-fokussierten Prinzipien der Psychotherapie bietet die Möglichkeit, therapeutische Gewinne zu verbessern und PTBS-bedingte Belastungen zu senken.

Eine Kernkomponente der PTBS ist die Unfähigkeit, eine maladaptive Angstreaktion zu^hemmen2,³. Pathologisch erhöhte Aktivität in der Amygdala und im dorsalen vorderen cingulären Kortex, Regionen, die die Angstreaktion erleichtern, wurde bei PTBS durchweg berichtet. Dies ist zusammen mit einer reduzierten Aktivität im ventromedialen präfrontalen Kortex (VMPFC), einer Region, von der angenommen^wird,dass sie die Angstreaktion herunterreguliert³,^4,5,6,7. Dementsprechend kann die Erhöhung der endogenen VMPFC-Aktivität während der Verarbeitung angstauslösender Reize eine vielversprechende Methode sein, um die Hemmung von Angst und die Wirksamkeit expositionsbasierter Behandlungen zu verbessern.

Expositionsbasierte Psychotherapien, eine Erstlinienbehandlung für PTBS, zielen darauf ab, korrigierendes Lernen zu erleichtern, indem sie den Patienten beibringen, dass die gefährliche Erfahrung (d. H. Die Ursache ihrer PTBS) in ihrer aktuellen Umgebung nicht mehr vorhanden oder bedrohlich ist^8,9. Emotionales Engagement in der PTBS-Therapie ist eine entscheidende Komponente des Erfolgs^10, wird aber durch Patienten behindert, die belastende Emotionen und das Vorhandensein komorbider psychiatrischer Störungen vermeiden möchten. Ein attraktiver Ansatz zur Maximierung und Verfolgung des emotionalen Engagements während der Sitzungen ist die Verwendung immersiver und kontextrelevanter Virtual Reality (VR)-Umgebungen^11,12. Die VR-Implementierung wird durch frühere Daten unterstützt, die darauf hindeuten, dass VR Wirksamkeitsraten generieren könnte, die mit denen vergleichbar sind, die mit standarden kognitiven Verhaltensinterventionen^11,13,14beobachtet wurden. VR hat den zusätzlichen Vorteil, eine standardisierte Umgebung für die Behandlungsentwicklung für spezifische Hypothesentests bereitzustellen.

Die VR-Umgebung ermöglicht darüber hinaus die Integration von begleitenden nicht-invasiven Hirnstimulationsmethoden, wie der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS). tDCS verändert die kortikale Erregbarkeit durch subthresresholdation neuronaler Ruhemembranpotentiale unter Verwendung eines schwachen (typischerweise 1 – 2 mA) konstanten elektrischen Stroms¹⁵. Die Stimulation erfolgt typischerweise über einen Zeitraum von 20 bis 30 Minuten. Die Auswirkungen von tDCS sind abhängig von der aktuellen Polarität. Obwohl eine zu starke Vereinfachung theoretisch der positive Stromfluss (d.h. die Anodalstimulation) die Wahrscheinlichkeit einer neuronalen Depolarisation erhöht, während der negative Stromfluss (d.h. die kathodale Stimulation) die Wahrscheinlichkeit neuronaler Aktionspotentiale verringert^16,17. Als solches bereitet tDCS das Gehirn auf nachfolgende Reaktionen auf externe Reize vor, um das Lernen und Gedächtnis zu erleichtern¹⁸.

tDCS hat ein günstiges Sicherheitsprofil als risikoarme Technik, die gut vertragen wird und mit minimalen Nebenwirkungen verbunden ist^19,20. tDCS ist auch preiswert; tDCS-Geräte kosten rund 9.000 US-Dollar im Vergleich zu > 70.000 US-Dollar für klinisch verfügbare nicht-invasive Hirnstimulationsmethoden wie die transkranielle Magnetstimulation. tDCS-Geräte sind auch tragbar, da sie batteriebetrieben sind, anstatt einen dedizierten Stromkreis zu benötigen. Diese Portabilität ermöglicht den Einsatz an jedem Bürostandort oder Raum, auch zu Hause. Diese Faktoren ermöglichen den Einsatz von tDCS in Kombination mit therapeutischen Interventionen einschließlich VR und bestehenden Modellen der PTBS-Behandlung. Flexibler Einsatz kann in der neuen Landschaft, die psychiatrische Versorgung und nicht-invasive Hirnstimulation in der Post-COVID19-Welt bietet, besonders wichtig sein.

Das unten beschriebene Protokoll wurde entwickelt, um tDCS während der VR-Administration (tDCS + VR) bei Personen mit kriegsbedingter PTBS zu integrieren, um die ängstliche Gewöhnung zu verstärken. Die VR-Sitzungen ermöglichen es, die Exposition gegenüber traumabezogenen Ereignissen für die Teilnehmer zu standardisiert, um einen konsistenten Inhalt für diese Gewöhnung zu gewährleisten. Die Teilnehmer durchlaufen sechs Sitzungen von tDCS+VR im Laufe von zwei bis drei Wochen, wobei jede Sitzung aus drei identischen VR-Drive-Throughs besteht. Sechs Sitzungen wurden ausgewählt, um die Dauer von VR in Rothbaum et al.¹⁴ und Difede & Hoffman^{21 anzunähern.} Diese Anzahl von Sitzungen zeigte Wirksamkeit in typischen, nicht-VR-Behandlungsstudien (z. B. Bryant et al.²²) und wurde durch Machbarkeitsdaten aus der vorherigen Pilotstudie²³weiter informiert. Während jeder Sitzung wird die Psychophysiologie (d.h. der Hautleitfähigkeit) gemessen. Dies ermöglicht das Testen von Änderungen innerhalb und zwischen Sitzungen bei Hypererregung zu Virtual-Reality-Ereignissen und Zusatzeffekten von tDCS. Die tDCS-Intensität ist auf 2 mA eingestellt und wird über einen eingebauten batteriebetriebenen Stimulator geliefert, der einen konstanten Gleichstrom unter Verwendung einer einseitigen Elektrodeneinstellung von 1 (Anode) x 1 (Kathode) liefert. Jede Elektrode wird in einer 3 x 3 cm (Stromdichte 2,22 A/m²⁾wiederverwendbaren Schwammtasche platziert, die mit 0,9% normaler Kochsalzlösung gesättigt ist. Schwämme mit Elektroden werden mit einem Gummikopfband am Schädel des Teilnehmers befestigt, wobei die Anode über Fp1- und AF3-Regionen und die Kathode über PO8 des 10 – 20 EEG-Elektrodenkoordinationssystems platziert wird, um den ventromedialen präfrontalen Kortex anzusprechen und gleichzeitig die kathodale Stimulation über dem präfrontalen Kortex zu verhindern. Ähnliche Elektrodenmontagen, die auf die VMPFC abzielen, wurden verwendet, um die Auslöschung von konditionierten Angstreaktionen von unserem Labor^24,25 sowie anderen²⁶zu modulieren. Das Virtual-Reality-Headset wird so über die tDCS-Montage gelegt, dass Interferenzen mit tDCS-Elektroden vermieden werden. tDCS sollte während der Einführung von VR²³ beginnen und durchgehend fortgesetzt werden. Die Teilnehmer kehren für 1- und 3-monatige Nachbehandlungsbesuche zurück, um die längerfristigen Auswirkungen von tDCS + VR auf Veränderungen der Symptome von PTBS, Depressionen, Angstzuständen und Wut sowie Verbesserungen des Schlafes und der Lebensqualität zu bewerten. Zu testende Hypothesen sind 1A) die Vorhersage, dass aktive tDCS + VR im Vergleich zu Sham + VR zu einer größeren Veränderung der PTBS-Symptome und der Lebensqualität / sozialen Funktion am Ende der Behandlung führt, und 1B) eine anhaltende Veränderung nach 1 und 3 Monaten nach der Behandlung und 2) dass sich die Veränderung der psychophysiologischen Reaktionen, die die Gewöhnung widerspiegelt, auf Veränderungen der PTBS-Symptome und der Lebensqualität / -funktion nach aktivem tDCS + VR im Vergleich zu Sham + VR bezieht. Diese klinische Studie ist unter ClinicalTrials.gov Identifier registriert: NCT03372460.

Protokoll

Berechtigte Teilnehmer unterzeichnen vor Beginn der Forschungsverfahren eine schriftliche, informierte Zustimmung. Die Forschung erfolgt in Übereinstimmung mit institutionellen, nationalen und internationalen Richtlinien der Humanforschung. Alle beschriebenen Methoden wurden vom Institutional Review Board des Providence VA Medical Center genehmigt.

HINWEIS: Das tDCS+VR-Protokoll erfordert zwei engagierte Forschungsmitarbeiter. Ein Mitarbeiter ist der VR Controller, der die VR bedient und die VR-Reize zu den verschiedenen unten aufgeführten Zeitpunkten verwaltet. Der zweite Studienmitarbeiter bedient den Computer, auf dem die Psychophysiologie gesammelt wird.

1. Screening, diagnostische Interviews und Magnetresonanztomographie

1. Rekrutieren Sie Teilnehmer, die aus männlichen und weiblichen Veteranen bestehen, mit einem besonderen Fokus auf Operation Enduring Freedom (Afghanistan), Operation Iraqi Freedom und Operation New Dawn (Irak) basierend auf der folgenden Berechtigung. Einschlusskriterien: (1) Diagnose einer chronischen PTBS mit Trauma im Zusammenhang mit Kriegserfahrungen, (2) Alter zwischen 18 und 70 Jahren und (3) bei Behandlung symptomatisch trotz anhaltender stabiler Behandlungsschemata für mindestens 6 Wochen vor studienbeginnen Verfahren. Laufende Medikamente und Psychotherapien dürfen während der Studie unverändert fortgesetzt werden. Die Ausschlusskriterien lauten wie folgt: Erfüllen Sie die etablierten Sicherheitskriterien für die Magnetresonanztomographie (MRT), da MRT-Verfahren Bestandteil dieser Studie sind und Herzschrittmacher, implantiertes Gerät (tiefe Hirnstimulation) oder Metall im Gehirn, zervikalen Rückenmark oder oberes thorakales Rückenmark, Schwangerschaft oder Planung, während der Studie schwanger zu werden, umfassen. Weitere tDCS-spezifische Ausschlüsse sind Hautläsionen an der Stimulationsstelle, die die Impedanz verändern können (z. B. Gefäßmole oder Angiome). Weitere Ausschlusskriterien sind die Lebenszeit von mittelschweren oder schweren traumatischen Hirnverletzungen (TBI); aktuelle instabile Medizinische Bedingungen; aktuelle (oder gegebenenfalls vergangene) signifikante neurologische Störung oder Lebensgeschichte von a) Anfallsstörung b) primären oder sekundären ZNS-Tumoren c) Schlaganfall oder d) zerebralem Aneurysm, jeder primären psychotischen Störung, bipolarer I-Störung, aktiven mittelschweren/schweren Substanzkonsumstörungen (innerhalb des letzten Monats, ausgenommen Nikotin / Koffein), aktiver suizidaler Absicht oder Plan, innerhalb von 6 Monaten Selbstmordversuche zu unternehmen, wie auf Screening-Instrumenten oder nach Einschätzung des Untersuchungsteams festgestellt.
   HINWEIS: Die Teilnehmer für diese Studie wurden von der Providence VA rekrutiert.
2. Einholung einer schriftlichen Einwilligung nach Aufklärung vor Beginn der Studienverfahren.
3. Durchführung von diagnostischen Interviews und Fragebögen zur Überprüfung der Diagnose und Beurteilung des Schweregrads der PTBS mithilfe des strukturierten klinischen Interviews für DSM 5 (SCID-5)²⁷, der Clinician Administered PTSD Scale (CAPS-5)²⁸und der PTBS-Checkliste für DSM5 (PCL-5)²⁹.
   HINWEIS: Die Verabreichung des SCID-5 ermöglicht außerdem die Erkennung von komorbiden Diagnosen, die die oben beschriebenen Ausschlusskriterien für Studien ausschließen können. Zusätzliche Bewertungen, wie der Quick Inventory of Depressive Symptomatology Self-Report (QIDS-SR)^30,obliegt den einzelnen Forschungsteams in Abhängigkeit von Hypothesen.
4. Überprüfen Sie die Teilnehmer auf Sicherheit, um sich tDCS und MRT basierend auf den oben aufgeführten Ausschlusskriterien zu unterziehen.
   HINWEIS: MRT-Sicherheitsformulare vor dem Screening können bei www.MRIsafety.com
5. Planen Sie die Teilnehmer ein, sechs VR-Sitzungen im Laufe von zwei bis drei Wochen zu absolvieren, so dass die Teilnehmer etwa jeden zweiten Wochentag eine VR-Sitzung absolvieren.

2. Randomisierung

1. Rufen Sie vor der ersten Studienimplementierung von tDCS + VR aktive tDCS- und Scheincodes aus dem tDCS-Gerätehandbuch ab und geben Sie sie in ein Randomisierungsprogramm ein, um eine Verblindung der tDCS + VR- oder sham + VR-Verwaltung sicherzustellen.
2. Erstellen Sie mit dem Randomisierungsprogramm Randomisierungsurnen, indem Sie den Teilnehmern entweder aktives tDCS oder Schein während der virtuellen Realität basierend auf Geschlecht (männlich; weiblich) und PCL-5-Symptomschwere (niedrig; hoch) zuweisen.
   HINWEIS: Das Randomisierungsprogramm sollte einen tDCS-Gerätecode generieren, der anschließend in das tDCS-Gerät eingegeben werden kann, um sicherzustellen, dass der tDCS-Administrator blind bleibt, ob aktive oder Scheinstimulation angewendet wird. Als solches ist dies ein Doppelblindprotokoll, bei dem sowohl Teilnehmer als auch tDCS-Administratoren für den Stimulationsstatus blind sind.

3. Einrichtung des tDCS-Geräts

1. Programmieren Sie das tDCS-Gerät mit den folgenden Parametern und Einstellungen, die unter 3.1.1 und 3.1.2 aufgeführt sind, indem Sie beide Tasten auf der linken Seite des tDCS-Geräts drücken, um jede Einstellung zu speichern.
   1. Einstellung A: 30 s Rampe bis 1 mA Intensität, 1 mA Stimulation für 30 s und Rampe bis über 30 s.
   2. Einstellung B: 30 s Rampe bis 2 mA Intensität, 2 mA Stimulation für eine Dauer von 25 min und eine 30 s Rampe bis aus.
2. Stellen Sie das tDCS-Gerät gemäß den Anweisungen des tDCS-Geräts auf den Studienmodusoder eine andere Doppelblindfunktion ein.
   HINWEIS: Einstellung A wird verwendet, um Informationen über die Impedanz vor der Stimulation und die Bewertung der tDCS-Verträglichkeit vor dem Start von VR zu erhalten. Darüber hinaus wurde die Anwendung eines kurzen elektrischen Stroms zuvor verwendet, um ein gewisses Maß an somatischer Empfindung zu liefern, um die Untersuchung der Blendung zu unterstützen^24,25,31. Die Einstellung B ermöglicht die Eingabe des spezifischen Studiencodes für die Randomisierung (aktiv oder Schein) für jeden Teilnehmer. Die Einstellungen C und D werden in diesem Protokoll nicht verwendet.

4. Psychophysiologischer Aufbau

1. Verwenden Sie Hard- und Software, die in der Lage ist, die elektrodermale Aktivität (EDA) / galvanische Hautreaktion (GSR) auf einem speziellen psychophysiologischen Aufzeichnungscomputer aufzuzeichnen und zu analysieren, der sich von dem Computer unterscheidet, auf dem die VR-Software ausgeführt wird.
2. Erstellen Sie eine Datenerfassungsvorlage gemäß softwarespezifischen Verfahren mit den folgenden Datenerfassungseinstellungen: 5 μV; 10 HZ; DC. Herzfrequenz: 1000 Verstärkung, Norm, DZ, 0,05 Hz.
   HINWEIS: Das Erstellen einer Datenerfassungsvorlage stellt die Konsistenz der Datenerfassungseinstellungen über Sitzungen und Teilnehmer hinweg sicher.

5. tDCS Studienbesuch: Aufbau und Administration

HINWEIS: Für die folgenden Schritte bezieht sich die Hinzufügung von TM1 und TM2 auf die Forschung "Teammitglied 1" und "Teammitglied 2", so dass die verschiedenen Schritte gleichzeitig ausgeführt werden können.

1. Wenn der Teilnehmer ankommt, sanft reinigend, ohne kräftiges Reiben, wird die Haut des Teilnehmers an den ungefähren Stellen, an denen die Schwämme / Elektroden mit einem Alkoholtupfer platziert und trocknen gelassen werden.
2. Messen und erfassen Sie den Umfang des Kopfes des Teilnehmers. Berechnen Sie 5% und 10% des Umfangs, der später für die Elektrodenplatzierung verwendet werden soll.
3. Legen Sie den Kopfgurt auf den Teilnehmer und decken Sie Bereiche ab, in denen Schwämme und Elektroden platziert werden, so dass es immer noch möglich ist, einen Finger unter den Kopfgurt zu legen.
4. Stellen Sie sicher, dass sich der Gummibandanschluss an der Seite des Kopfes befindet, so dass er den Elektroden aus dem Weg ist und das VR-Head-Mounted-Display nicht stört.
5. Füllen Sie jeden Elektrodenschwamm mit 4 ml Kochsalzlösung mit einer Spritze. Stecken Sie die Elektroden in Schwammtaschen.
6. Während Sie hinter dem Teilnehmer positioniert sind, bestimmen Sie den Standort für die Kathodenelektrode anhand der zuvor berechneten 10% des Kopfumfangs und messen Sie diesen Abstand vom Inion des Kopfes nach rechts. Platzieren Sie die Kathodenelektrode und überprüfen Sie die Messungen, so dass sich die Kathode ungefähr hinter dem rechten Ohr auf dem Mastoidprozess befindet.
7. Als nächstes positionieren Sie sich neu, um dem Teilnehmer zugewandt zu sein und den Standort für die Anodalelektrode festzulegen, indem Sie die zuvor berechneten 10% des Kopfumfangs von Nasion aufwärts messen und dann die zuvor berechneten 5% des Kopfumfangs rechts messen. Platzieren Sie die Anodalelektrode und überprüfen Sie die Messungen, so dass die Anode 10 – 20 EEG-Elektrodenpositionen AF3/Fp1 berührt.
8. Schalten Sie das tDCS-Gerät ein und schließen Sie die Elektroden an.
9. Um Einstellung A zu laden, beenden Sie den Lernmodus, indem Sie die taste oben rechts drücken, und geben Sie dann den Mastercode des Geräts mit den Tasten oben und unten links ein. Nachdem Sie den Mastercode eingegeben haben, klicken Sie mit der Schaltfläche unten links auf OK. Stellen Sie als Nächstes sicher, dass der Pfeil auf die Auslöse zeigt. Verwenden Sie die Schaltfläche oben rechts, um durch die Einstellungen zu gehen, bis sie gelesen, geladen ... Einstellung. Scrollen Sie mit den Pfeilen nach links zum unteren Bildschirmrand, und verwenden Sie dann den Pfeil oben rechts, um durch alle Einstellungen und zurück zu Einstellung A zu gehen. Klicken Sie abschließend auf den Pfeil oben links, um die Einstellung A zu laden.
10. Überprüfen Sie die Impedanz, indem Sie gleichzeitig die Taste oben rechts und unten links drücken, um zu bestätigen, dass ein ausreichender Kontakt zwischen den tDCS-Elektroden und dem Schädel des Teilnehmers besteht. Notieren Sie die Anfangsimpedanz.
    1. Stellen Sie immer sicher, dass die Elektroden nicht in das Gerät eingesteckt sind, bevor Sie es einschalten. Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie die Elektroden immer trennen, bevor Sie das Gerät ausschalten.
       HINWEIS II: Das tDCS-Gerät schaltet sich automatisch ab, wenn die Impedanz über 55Ω liegt. Starten Sie das tDCS-Gerät nicht, wenn die Unabhängigkeit größer als 35Ω ist, um die Wahrscheinlichkeit einer automatischen Abschaltung zu begrenzen. Wenn die Impedanz zu hoch ist, fügen Sie den Schwämmen etwas Kochsalzlösung hinzu, bewegen Sie die Haare des Teilnehmers aus dem Weg oder ziehen Sie das Gummikopfband fest, wenn es zu locker erscheint. Vermeiden Sie es, Kochsalzlösung auf den Teilnehmer zu tropfen – in diesem Fall sind die Schwämme zu gesättigt.
11. Starten Sie die Stimulation unter Einstellung A. Notieren Sie die Impedanz vor, während und nach der Stimulation unter Einstellung A. Entfernen Sie nach Abschluss der Stimulation unter Einstellung A die Elektroden aus dem tDCS-Gerät und schalten Sie das Gerät aus.
12. TM1: Legen Sie zwei selbstklebende Einweg-EDA-Elektrodenpflaster auf den thenaren Teil der nicht dominanten Hand des Teilnehmers.
13. TM1: Öffnen Sie die EDA/GSR-Datenerfassungssoftware, um eine neue Datenerfassung zu ermöglichen. Öffnen Sie die zuvor generierte Datenerfassungsvorlage und klicken Sie auf Neues Experiment erstellen/aufzeichnen. Kalibrieren Sie das EDA-Signal gemäß spezifischen Softwareanweisungen, indem Sie zuerst eine Elektrode an ein Elektrodenpflaster anbringen, kalibrieren und dann die zweite Elektrode an das zweite Elektrodenpflaster anschließen.
14. TM1: Um ein ausreichendes GSR-Signal zu gewährleisten, bitten Sie den Teilnehmer, tief einzuatmen und es für 10 s zu halten, bevor Sie ausatmen.
    HINWEIS: Ein Anstieg der GSR sollte spürbar sein. Wenn keine Veränderung der GSR festgestellt wird, können Forschungsmitarbeiter ohne Vorwarnung in die Hände klatschen, um eine GSR-Reaktion hervorzurufen. Ein Ausgangswert für den Hautleitwert unter 2 μS könnte problematisch sein, da er auf einen zu niedrigen Hautleitwert hinweisen könnte, um GSR während der gesamten VR-Sitzung zu messen.
15. TM2: Schalten Sie das Virtual-Reality-System ein und öffnen Sie das Patientenanwendungsprogramm. Überprüfen Sie, ob die Bildschirmauflösung auf 1280 x 720 eingestellt ist, und klicken Sie auf Wiedergabe. Öffnen Sie dann das Clinician Controller-Programm und wählen Sie das Szenario "Irak Rural" oder "Afghanistan Rural" basierend auf der Szene aus, die für den Einsatz des Teilnehmers am relevantesten ist. Wählen Sie im Fenster Patienten-Avatar die Position des Fahrers aus. Stellen Sie die Lautstärke auf 65 % des Maximums ein.
16. TM2: Legen Sie mit Hilfe des Teilnehmers das Head-Mounted-Display auf den Kopf des Teilnehmers und stellen Sie sicher, dass das Display die Elektroden nicht verrenkt. Überprüfen Sie den Komfort. Setzen Sie dann die Kopfhörer auf den Kopf des Teilnehmers und überprüfen Sie den Komfort.
17. TM1: Starten Sie die EDA-Datenerfassung und zeichnen Sie 2 Minuten Basis-EDA auf, indem Sie dem Teilnehmer erklären, dass er 2 Minuten lang ruhig sitzen muss. Drücken Sie F1 auf der Tastatur, um den Beginn des Basiszeitraums zu markieren, und F3, um das Ende des Basiszeitraums zu markieren.
    HINWEIS I: Die Verwendung der Tasten F1, F2 und F3 für Markierungen ist unerlässlich, um spätere Datenanalysen zu ermöglichen. F5 kann verwendet werden, um vom Teilnehmer erzeugte Störungen während der gesamten EDA-Datenerfassung zu markieren(z. B. Husten, Bewegung usw.).
    1. Beenden Sie nach Abschluss der Basis-EDA die EDA-Datenerfassung nicht, sondern fahren Sie fort, bis alle drei Laufwerke abgeschlossen sind.
18. Schalten Sie das tDCS-Gerät ein und schließen Sie die Elektroden wieder an. Das Gerät spiegelt nun den Lernmodus und die Einstellung B wider. Klicken Sie mit der Rechten unten auf OK, um zu bestätigen, dass Einstellung B so programmiert ist, dass sie eine Intensität von 2 mA für insgesamt 25 Minuten anwendet, mit jeweils 30 s Ramp up und Ramp down.
    HINWEIS: Während der VR-Sitzung können die Teilnehmer einige Beschwerden durch das Stirnband oder ein juckend, stacheliges Gefühl ausdrücken. Die Teilnehmer sollten jedoch angewiesen werden, Schmerzen oder ein zunehmend erhitzendes oder brennendes Gefühl zu melden, da dies die sofortige Abschaltung des tDCS-Geräts rechtfertigt, um lokale Hautverbrennungen zu vermeiden.
19. Geben Sie den teilnehmerspezifischen Randomisierungscode ein, der von der Randomisierungssoftware abgerufen wurde, und klicken Sie auf OK, dann starten Sie die Stimulation, indem Sie die Schaltfläche oben links drücken, um auf Yzu klicken.
    HINWEIS: Die Teilnehmer sollten darüber informiert werden, dass einige Menschen Cyber-Krankheit von VR erleben und dass dieses Gefühl der Autokrankheit ähnlich ist. Wenn Cyber-Krankheit auftritt, sollte sie schnell zurückgehen. Erkundigen Sie sich vor der Abfahrt des Teilnehmers, ob er in der Lage ist, ein Fahrzeug zu bedienen. Wenn nicht, kann eine unterstützende Betreuung geleistet werden, und in der Regel ist zusätzliche Wartezeit ausreichend.
20. Um das Laufwerk zu starten, klicken Sie unter Fahrersteuerung auf die Schaltfläche Aus.
    HINWEIS: Jeder Teilnehmer führt drei Drive-Throughs pro Sitzung durch, die jeweils etwa 8 Minuten dauern und insgesamt 24 Minuten dauern. Die im tDCS-Gerät programmierte 25-minütige aktive oder Scheinstimulation ermöglicht es, zwischen den Durchfahrten eine zusätzliche Minute zu verwenden, um mit dem Teilnehmer einzuchecken.
21. Für die erste Sitzung (VR1, Tag 1) muss der VR-Controller den Teilnehmer während der ersten Durchfahrt mit einer verbalen Aufforderung durch das Auftreten von VR-Ereignissen führen: "Oben wird es einen Straßenhhalt geben. In 3... 2... 1... go" (VR Controller wählt den "Straßen-Hinterhalt" im VR-Menü).
    HINWEIS: Dies wird nur für die erste VR-Durchfahrt in der ersten Sitzung durchgeführt. Bei allen anderen VR-Drive-Throughs oder Sessions muss der Teilnehmer die Fahrt ohne mündliche Aufforderung durchlaufen. Der VR-Controller kann die Teilnehmer jedoch daran erinnern, dass sie die gleichen Szenen wie beim vorherigen Drive-Through sehen werden, aber keine mündliche Warnung vor bevorstehenden VR-Events wird bereitgestellt.
22. VR-Controller: Stellen Sie sicher, dass jeder Drive-Through mit mindestens 30 Sekunden Fahrt nur in der VR-Umgebung beginnt. Verwalten Sie dann jedes VR-Ereignis (mit mindestens 10s Fahrt zwischen jedem Ereignis), indem Sie auf das Ereignis klicken, das in der Softwareumgebung des Kliniker-Controllers gekennzeichnet ist. VR-Ereignisse werden in der folgenden Reihenfolge stattfinden: Schüsse, Blackhawk-Hubschrauber, der über ihnen fliegt, Aufständischer Hinterhalt und ein weiterer Hinterhalt der Aufständischen, gefolgt von IEDs, einem Brückenüberfall und einer Explosion des Fahrzeugs vor dem Fahrzeug des Teilnehmers. Siehe Anhang 1 für das Timing verschiedener VR-Ereignisse sowohl in Afghanistan als auch im Irak.
    HINWEIS: Diese Abfolge von VR-Ereignissen wird in der gleichen Reihenfolge wiederholt und VR-Ereignisse werden gleichzeitig während jeder der drei VR-Durchfahrten während jeder VR-Sitzung wiederholt.
23. Während der VR-Controller die VR-Ereignisse verwaltet, lassen Sie den Mitarbeiter, der die Erfassung der Hautleitfähigkeitsdaten überwacht, jedes Mal, wenn ein VR-Ereignis verwaltet wird, F2 auf der Tastatur drücken.
24. Wenn das Auto zum Beginn der Fahrt zurückkehrt, stoppen Sie das Auto, indem Sie unter Fahrerkontrolle auf die Taste Throttle klicken.
25. Nach jeder Durchfahrt muss der VR-Controller mit dem Teilnehmer einchecken, um die Sicherheit und den Komfort des Teilnehmers zu gewährleisten, bevor er mit der nächsten Durchfahrt fortfährt. Wenn der Teilnehmer potenziell schwerwiegendere tDCS-Nebenwirkungen wie Ein Brennen oder zunehmendes Erwärmungsgefühl erwähnt, befolgen Sie bitte die manuellen Richtlinien des tDCS-Geräts zum Stoppen von tDCS.
26. Komplette Laufwerke 2 und 3 in der gleichen Reihenfolge von VR-Ereignissen wie während Laufwerk 1.
27. Überprüfen und zeichnen Sie nach Abschluss aller drei VR-Drive-Throughs für eine Sitzung die tDCS-Impedanz auf, indem Sie den Studienmodus verlassen, indem Sie zuerst die obere rechte Taste drücken und den Mastercode des Geräts mit den tasten oben und unten links eingeben.
28. Trennen Sie die Elektroden vom tDCS-Gerät und schalten Sie das Gerät aus.
29. Fragen Sie den Teilnehmer nach möglichen Nebenwirkungen ab, indem Sie einen tDCS-Nebenwirkungsfragebogen^{32 verabreichen.}
30. Reinigen Sie das VR-Headset, die Kopfhörer und das Gummikopfband nach Gebrauch mit Alkoholtupfern und Desinfektionstüchern. Machen Sie einen Screenshot der vollständig gesammelten EDA-Ablaufverfolgung im Laufe der Zeit für die Verarbeitung der Qualitätskontrolle.
    HINWEIS: Die Implementierung zusätzlicher Reinigungs- und Präventionsmaßnahmen kann als Vorsichtsmaßnahme erforderlich sein, um die Ausbreitung von COVID-19 zu reduzieren. Zum Beispiel müssen die Teilnehmer möglicherweise chirurgische Gesichtsmasken tragen. Das Tragen von Gesichtsmasken erhöht die Wahrscheinlichkeit eines Beschlagens der VR-Linsen. Chirurgisches Klebeband kann verwendet werden, um die Masken über die Nase des Teilnehmers zu kleben, um das Beschlagen zu reduzieren. In ähnlicher Weise wird die Verfügbarkeit mehrerer Stirnbänder - sowohl für tDCS als auch für das VR-Headset - und Kopfhörer eine verteilte Nutzung zwischen den Teilnehmern für Reinigung und Desinfektion gewährleisten.

6. Analysen

1. GSR-Vorverarbeitung
   1. Öffnen Sie mit der GSR-Verarbeitungssoftware die gespeicherte GSR-Datei des Teilnehmers und speichern Sie eine neue Kopie der Datei zur Vorverarbeitung, damit die ursprüngliche Rohdatendatei erhalten bleibt.
   2. Untersuchen Sie die Daten visuell auf Artefakte und allgemeine Drift, und entfernen oder korrigieren Sie sie dann. Befolgen Sie zuvor veröffentlichte Richtlinien zum Entfernen von Artefakten und Korrekturen für die allgemeine Drift, die Unter https://www.birmingham.ac.uk/Documents/college-les/psych/saal/guide-electrodermal-activity.pdf
2. Ausgangswert für den Hautleitwert
   1. Notieren Sie die Durchschnitts-, Minimal- und Maximalwerte (in μS) über den 2-minütigen Baseline-Zeitraum, indem Sie den 2-min-Baseline-Zeitraum mit dem Cursor auswählen. Diese Informationen liefern einen Index des Tonikums-Hautleitfähigkeitsniveaus und des Niveaus der EDA-Reaktionsfähigkeit.
      HINWEIS: Obwohl hier ein 2-minütiger Basiszeitraum verwendet wird, kann ein längerer Zeitraum von bis zu vier oder 5 Minuten verwendet werden.
3. Ereignisbezogene Hautleitfähigkeitsreaktion (SCR) auf VR-Reize
   1. Bestimmen und erstellen Sie Epochen im Zusammenhang mit VR-Ereignissen mithilfe der Stimulus-Ereignismarkierungen in den Daten, indem Sie eine Sekunde vor jedem VR-Ereignis und bis zu zehn Sekunden nach jedem VR-Ereignis auswählen. Die Epochenbreite ist die Zeit, die für die Erfassung des SCR erforderlich ist. Jedes psychophysiologische Geräteset hat seine eigenen Anweisungen zum Erstellen von Epochen. Lesen Sie das Handbuch Ihres Psychophysiologie-Sammelgeräts für diese Informationen.
      HINWEIS I: Obwohl SCRs in der Regel einen Beginn oder eine Latenz von 1-3 s nach der Ereignispräsentation haben, werden VR-Ereignisse nicht immer sofort angezeigt, wenn sie initiiert werden. Während beispielsweise eine IED-Explosion und ein entferntes Gewehrfeuer sofort auftreten, wenn es ausgelöst wird, verzögert sich der Beginn des Gewehrfeuers als Teil eines Aufständischen oder der Überflug eines Blackhawk um mehrere Sekunden. Daher sollte das 10-s-Fenster für SCR-Analysen liberal genug sein, um SCRs als Reaktion auf alle VR-Ereignisse zu erfassen.
      HINWEIS II: Stellen Sie sicher, dass Ereignisse, nicht feste Zeitintervalle, für die Analyse ausgewählt sind. Hier sind die Ereignisse benutzerdefinierte Typ 2 - ereignisspezifischer VR-Start, wie von einem Mitglied des Forschungsteams eingegeben.
   2. Befolgen Sie die Datenverarbeitungsverfahren, wie sie in der verwendeten Psychophysiologie-Software beschrieben sind, um den Beginn und das Ende jeder Epoche des Interesses zu markieren und ereignisbezogene SCR-Daten zu extrahieren. In Anhang 2 finden Sie ein Beispiel mit einem Find Cycle-Ansatz. Exportieren Sie vorverarbeitete GSR-Daten für weitere Analysen.
4. Weitere Analysen
   HINWEIS: Angesichts der relativ großen Epochen im Zusammenhang mit VR-Ereignissen, nämlich von 1 s vor 10 s nach VR-Ereignissen, enthält die vorverarbeitete Ausgabedatei sowohl ereignisbezogene SCRs als auch nicht ereignisbezogene oder unspezifische SCRs. Um den ereignisbezogenen SCR zu bestimmen, verwenden Sie die erste positive Abweichung, die einen Schwellenwert von 0,02 μS überschreitet, der nach mindestens zwei Sekunden auftritt. Es wird ein Fenster von zwei Sekunden gewählt, da die Epoche die 1 s vor der VR-Ereignispräsentation enthält und ereignisbezogene SCRs in der Regel keine Latenz von weniger als 1 s aufweisen.
   1. Bestimmen Sie mithilfe einer statistischen Analysesoftware, ob die Verteilung der SCR-Daten normal ist. Wenn nicht, wenden Sie eine Quadratwurzel- oder Log-Transformation an, um Verzerrungen/Kurtosis zu korrigieren, indem Sie die für das verwendete statistische Analysepaket geeigneten Schritte ausführen.
5. Verwenden Sie lineare gemischte Modelle, um die Wirkung von aktivem tDCS oder Sham auf SCRs während VR zu testen, wobei die Gruppe (aktives tDCS oder Sham) eine Variable zwischen den Probanden ist, die statistisch den Ausgangswert des Hautleitwerts (SCL) und andere demografische oder klinische Faktoren(z. B. PTBS-Schweregrad) kontrolliert. Um die Wirkung von tDCS auf die Gewöhnung zwischen den Sitzungen zu testen, verwenden Sie die VR-Sitzung (1 – 6) als Variable innerhalb der Probanden. Um die Wirkung von tDCS auf die Gewöhnung innerhalb der Sitzung zu beurteilen, verwenden Sie einzelne Drive-Throughs (1 – 3) innerhalb jeder VR-Sitzung als Variable innerhalb des Subjekts.

Ergebnisse

Repräsentative Ergebnisse, die hier vorgestellt werden, spiegeln individuelle psychophysiologische Datenspuren von vier Teilnehmern wider, die das oben beschriebene Protokoll abgeschlossen haben. Die eingeschriebenen Teilnehmer sind Veteranen mit der Diagnose PTBS und sind – gemäß den Einschlusskriterien der Studie – zwischen 18 und 70 Jahre alt. Da es sich um eine derzeit laufende doppelblinde, randomisierte scheinkontrollierte Studie (NCT03372460) handelt, ist es nicht möglich, Daten zur Wirksamkeit von aktivem tDCS im Vergleich zu Schein vorzulegen. Daher werden einzelne rohe, nicht verarbeitete Hautleitfähigkeitsdaten, die im Rahmen dieser laufenden klinischen Studie gesammelt wurden, vorgestellt. Dies wird einen ersten Einblick in das geben, was zu erwarten ist, einschließlich Hindernissen bei der Erhebung psychophysiologischer Daten und insbesondere von Hautleitfähigkeitsaufzeichnungen. Daten zu zwölf Veteranen mit kriegsbedingter PTBS, die das obige Protokoll im Rahmen einer separaten Pilotstudie verwenden, wurden zuvor veröffentlicht²³.

Basierend auf der visuellen Inspektion der Hautleitfähigkeitsspuren scheint Teilnehmer A (Abbildung 1) Anzeichen einer Gewöhnung zwischen den Sitzungen von der ersten VR-Sitzung bis zum Mittelpunkt des Protokolls, während der dritten VR-Sitzung bis zur letzten, sechsten VR-Sitzung zu zeigen.

Abbildung 1: Beispiel für die Verfolgung roher Hautleitfähigkeitsdaten von Teilnehmer A. Abbildung 1 zeigt Screenshots von rohen Hautleitfähigkeitsdaten, die während VR-Sitzung 1 (oben), VR-Sitzung 3 (Mitte) und VR-Sitzung 6 (unten) erhalten wurden. Eine Verringerung der Hautleitfähigkeitsreaktivität deutet auf eine Gewöhnung zwischen den Sitzungen hin. Die VR-Sitzungen 2, 4 und 5 sind nicht abgebildet, um einen besseren visuellen Vergleich der Hautleitfähigkeitsverfolgungen zu ermöglichen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Die visuelle Inspektion der Rohhautleitfähigkeitsverfolgung von Teilnehmer B (Abbildung 2) scheint auf eine Gewöhnung innerhalb der Sitzung hinzuweisen, wenn der erste Drive-Through (rotes Quadrat) mit dem dritten Drive-Through (grünes Quadrat) verglichen wird. Frühere Studien deuten darauf hin, dass, obwohl die Gewöhnung innerhalb der Sitzung wichtig ist, die Gewöhnung zwischen den Sitzungen ein besserer Prädiktor für einen längeren expositionsbasierten Behandlungserfolg für PTBS^33,34sein kann .

Abbildung 2: Beispiel für die Verfolgung roher Hautleitfähigkeitsdaten von Teilnehmer B. Abbildung 2 zeigt Screenshots von rohen Hautleitfähigkeitsdaten, die während des ersten Laufwerks (rotes Quadrat) und des dritten Laufwerks (grünes Quadrat) einer VR-Sitzung erhalten wurden. Die in dieser Abbildung dargestellten Daten können auf eine Gewöhnung innerhalb der Sitzung vom ersten Drive-Through zum dritten Drive-Through hinweisen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Die visuelle Inspektion der Rohhautleitdaten von Teilnehmer C (Abbildung 3) scheint im Vergleich zu Teilnehmer A (Abbildung 1) ein weniger starkes Gewöhnungsprofil zu zeigen, dieser Teilnehmer zeigt jedoch sowohl zwischen als auch innerhalb der Sitzung Gewöhnung. Darüber hinaus ist der Hautleitwert ähnlich wie bei Teilnehmer A während der ersten VR-Sitzung im Vergleich zu den verbleibenden fünf Sitzungen numerisch höher.

Abbildung 3: Beispiel für die Verfolgung roher Hautleitfähigkeitsdaten von Teilnehmer C. Abbildung 3 zeigt Screenshots roher Hautleitfähigkeitsdaten von Teilnehmer C für VR-Sitzungen 1 bis 6, die von oben nach unten angeordnet sind. Teilnehmer C scheint sowohl die Gewöhnung zwischen als auch innerhalb der Sitzung zu demonstrieren. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Rohe Hautleitfähigkeitsdaten von Teilnehmer D (Abbildung 4) zeigen einen Hautleitwert, der für ordnungsgemäße Analysen als zu niedrig angesehen werden kann, da keine visuell nachweisbaren Hautleitfähigkeitsreaktionen auf der Haut bestehen. Als solche stellen diese Daten einen Fehler bei der Datenerfassung dar. Obwohl die Rohdaten auch das Vorhandensein von Artefakten und Elektrodensignalverlust zeigen, sind die anhaltend niedrigen Hautleitfähigkeitswerte und das Fehlen visuell nachweisbarer Hautleitfähigkeitsreaktionen in allen sechs VR-Sitzungen für diese Person offensichtlich.

Abbildung 4: Beispiel für die Verfolgung roher Hautleitfähigkeitsdaten von Teilnehmer D. Abbildung 4 zeigt rohe Hautleitfähigkeitsdaten-Screenshots von Teilnehmer D während der VR-Sitzungen 1 bis 6, geordnet von oben nach unten, die nicht messbare Hautleitfähigkeitswerte und -reaktionen sowie Artefakte (blaue Ovale) und EDA-Elektrodensignalverlust (grünes Quadrat) zeigen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Diskussion

Das oben beschriebene Protokoll beschreibt die gleichzeitige Anwendung von tDCS und VR im Gegensatz zur seriellen Anwendung beider Techniken. Im Hinblick auf bestehende Methoden ist die gleichzeitige Anwendung von tDCS mit VR wichtig. Während die VR eine kontextuell reichhaltige und immersive Umgebung für die angstbezogene Verarbeitung bietet, ermöglicht die von tDCS bereitgestellte Subthreshold-Stimulation die Modulate der intrinsischen neuronalen Aktivierung, die mit dieser angstbezogenen Verarbeitung verbunden sind. Es gibt mehrere kritische Schritte in diesem Protokoll, die in diejenigen unterteilt werden können, die sich auf die Implementierung von tDCS + VR beziehen, und diejenigen, die sich auf die psychophysiologische Datenerfassung für Analysen beziehen. In Bezug auf tDCS+VR ist es von entscheidender Bedeutung, eine korrekte Randomisierung und gleichzeitige Anwendung von tDCS während der gesamten VR-Sitzung sicherzustellen. Ein weiterer verblindeter Mitarbeiter kann eine weitere Bestätigung der Randomisierung durchführen.

Um die gleichzeitige tDCS+VR zu gewährleisten, sind zwei Aspekte wichtig; 1) die beim Aufbau von tDCS erreichte Impedanz und 2) das Starten des tDCS-Geräts in unmittelbarer Nähe zum Starten von VR. Letzteres Problem ist relativ einfach und sollte sicherstellen, dass tDCS während der gesamten VR-Präsentation kontinuierlich angewendet wird, während es innerhalb der Sicherheitsgrenzen von tDCS bleibt, wenn eine Intensität von 2 mA über eine Dauer von 25 Minuten angewendet wird²⁰. In Bezug auf die Impedanz ist eine niedrige Impedanz wünschenswert. Zu wissen, ob eine ausreichende Impedanz oder Kontaktqualität erreicht wird, hängt vom verwendeten tDCS-Gerät ab. Einige Geräte zeigen eine Impedanz in Ohm an, wo niedriger besser ist, während andere Geräte eine 10- oder 20-Punkt-Anzeigeskala verwenden, die die Kontaktqualität darstellt, wo höher besser ist. Unabhängig vom spezifischen Gerät verbessert die Verwendung von normaler Kochsalzlösung, 0,9% iger NaCl-Lösung, im Gegensatz zu normalem Leitungswasser zur Befeuchtung der Elektrodenschwämme die Impedanz³⁵. Die Verwendung von normalem Leitungswasser sollte weiterhin vermieden werden, da es mit dem Auftreten kleiner Hautläsionen verbunden ist^35,36, eine der schwerwiegenderen möglichen Nebenwirkungen von tDCS. Hautläsionen können auch auftreten, wenn die Haut unter den Elektroden vor tDCS³⁷ kräftig abgeschliffen wird oder wenn ein leitfähiges Gel verwendet wird, das^35,38austrocknen kann und daher auch vermieden werden sollte. Schließlich kann eine hohe Impedanz vor dem Start von tDCS dazu führen, dass die vorgeschriebenen Sicherheitsparameter des Geräts erreicht oder übertroffen werden, was dazu führt, dass das Gerät während der VR-Verwaltung heruntergefahren wird. Obwohl es wichtig ist, die Elektrodenschwämme ausreichend zu befeuchten, um eine ausreichende Impedanz zu gewährleisten, sollte dies ausgeglichen werden, indem die Elektroden nicht übermäßig eingeweicht werden, da dies dazu führen kann, dass Kochsalzlösung austritt oder tropft, wenn das VR-Headset platziert wird. Das Austreten von Kochsalzlösung kann es dem elektrischen Strom ermöglichen, sich über eine größere Fläche zu "verteilen", was zu einer niedrigeren, aber unbekannten Stromdichte³⁹führt, die von der tDCS-Intensität (in mA) und der Größe der Elektroden (in cm²⁾abhängt. Ebenso ist es wichtig, dass das am VR-Kopf montierte Display die Schwämme / Elektroden nicht physisch berührt, um eine Unterbrechung des Stromflusses und das Verschieben der Elektroden zu vermeiden, wenn die Teilnehmer ihren Kopf bewegen.

In diesem Protokoll wird die Hautleitfähigkeit als primäres Ergebnismaß angesehen. Die Hautleitfähigkeit ist ein psychophysiologisches Maß für die Aktivität des sympathischen Nervensystems⁴⁰. Typische Faktoren, die mit der Erfassung des Hautleitwerts verbunden sind, wie z. B. Auswirkungen von Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit, Alterung, Raucherstatus, Koffeinkonsum und Verwendung von Medikamenten mit anticholinerger Wirkung⁴¹, müssen berücksichtigt werden, können aber nicht immer beseitigt werden. Zum Beispiel ist es möglich, die Teilnehmer zu bitten, vor VR-Sitzungen auf die Verwendung koffeinhaltiger Produkte zu verzichten, aber es ist nicht ethisch, sie zu bitten, Antidepressiva abzusetzen. Darüber hinaus zeigt ein Teil der Personen aus Gründen, die nicht immer klar sind, sehr niedrige oder nicht messbare Hautleitfähigkeitswerte und/oder Hautleitfähigkeitsreaktionen, was in Abbildung 4hervorgehoben ist. Es ist daher wichtig, eine ausreichende Stichprobengröße zu registrieren, um den Verlust oder das Fehlen von Daten zu tolerieren. Speziell für die Implementierung dieses Protokolls ist auch zu erwähnen, dass Ereignismarker derzeit während der psychophysiologischen Datenerfassung manuell eingegeben werden. Obwohl dies eine Einschränkung ist, ist es in Krankenhaussystemen nicht ungewöhnlich, dass ein nicht krankenhausverwalteter Computer, in diesem Fall der Computer, auf dem die VR-Umgebung ausgeführt wird, nicht mit dem verschlüsselten Krankenhausinformationstechnologienetzwerk verbunden werden kann. Dies bedeutet, dass es nicht möglich ist, dass der Computer, auf dem die VR-Umgebung ausgeführt wird, Signale(z. B. durch einen TTL-Impuls) an den psychophysiologischen Datenerfassungscomputer sendet, der sich im Krankenhausnetzwerk befindet. Obwohl weniger elegant, besteht eine Lösung darin, dass zwei Mitglieder des Forschungsteams während jeder VR-Sitzung anwesend sind. eine, die die VR-Verwaltung steuert, und eine, die Ereignismarker manuell in die psychophysiologische Nachverfolgung eingibt, wie oben in jeder Abbildung zu sehen ist (siehe Abbildung 1, Abbildung 2, Abbildung 3 und Abbildung 4). Dies besteht jedoch nicht für das Vorhandensein eines geringfügigen Zeitunterschieds von weniger als einer halben Sekunde ab dem Zeitpunkt, an dem VR-Ereignisse vom VR-Controller initiiert werden und die zweite Person den Ereignismarker eingibt. Zukünftige Studien möchten dies möglicherweise abschwächen, damit Ereignismarkierungen automatisch registriert werden können. Es wird jedoch dringend empfohlen, ein zweites Mitglied des Forschungsteams zu haben – anders als die Person, die die VR-Umgebung betreibt – der den Teilnehmer während der Sitzungen beobachten kann. Es sollte erwartet werden, dass einige Teilnehmer während der Studie starke emotionale Reaktionen haben oder Cyber-Krankheit-bedingte Nebenwirkungen erfahren. Die Fähigkeit des Forschungsteams, schnell auf diese Situationen zu reagieren, gewährleistet die bestmögliche Versorgung.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses Protokoll simultanes tDCS während VR verwendet, um die Besiedlung auf traumabezogene Szenarien zu erweitern. Der Hauptvorteil dieses Ansatzes ist die Verwendung eines immersiven traumabezogenen Kontexts und die Anwendung einer nicht-invasiven Hirnstimulationstechnik während eines klinisch relevanten kognitiven Prozesses, anstatt beides nacheinander zu tun. Während das hier beschriebene Protokoll die In-Office-Anwendung in einer Veteranenprobe mit PTBS verwendet, kann dieser Ansatz der gleichzeitigen nicht-invasiven Hirnstimulation und virtuellen Realität auf andere angstbasierte und Angststörungen sowie auf Anwendungen von expositionsbasierten Ansätzen zu Hause übertragen werden.

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
ECG data acquisition module	Biopac	Part #: ECG100C	ECG100C Electrocardiogram Amplifier records electrical activity generated by the heart to record ECG.
ECG electrode patches	Biopac	Part #: EL503, EL503-10	These pre-gelled disposable electrodes have a circular contact and are most suitable for short-term recordings, including surface EMG, ECG, EOG, etc
ECG leads	Biopac	2 x Part #: LEAD110	These electrode leads are used with the EL500 series disposable snap electrodes.
EDA/GSR acquisition module	Biopac	Part #: EDA100C	The EDA100C Electrodermal Activity Amplifier measures both the skin conductance level (SCL) and skin conductance response (SCR) as they vary with sweat gland (eccrine) activity due to stress, arousal or emotional excitement.
EDA/GSR electrode patches	Biopac	Part #: EL507, EL507-10	These disposable snap electrodes are designed for electrodermal activity studies and are pre-gelled with isotonic gel. The latex-free electrodes conform and adhere well to fingers/hands. Use with LEAD110A or SS57L unshielded electrode lead.
EDA/GSR leads	Biopac	2 x Part #: LEAD110, LEAD110A, LEAD110S-R, LEAD110S-W	These electrode leads are used with the EL500 series disposable snap electrodes.
HD/tDCS-Explore Neurotargeting Software	Soterix Medical	Contact Soterix Medical	Software to assist in electrical field modeling and optimization of electrode montages for brain targeting. Free available options include ROAST and SIMNibs that run in Matlab.
Psychophysiology (ECG & EDA/GSR) analysis software	Biopac	Part #: ACK100W, ACK100M	Biopac AcqKnowledge software data acquisition and analysis software allows for waveform analysis and instantly view, measure, analyze, and transform data.
Psychophysiology measuring equipment for ECG and EDA/GSR	Biopac	Part #: MP160WSW, MP160WS	MP160 data acquisition system; needs connected EDA/GSR and ECG modules ordered separately, see next two entries.
Randomization and data capture software	Redcap	https://www.project-redcap.org/	REDCap software and consortium support are available at no charge to non-profit organizations that join the REDCap consortium. Joining requires submission of a standard, online license agreement.
Saline - 0.9% NaCi	e.g Vitality Medical	e.g. #37-6280	Regular saline can be purchased from different vendors.
tDCS electrodes and sponges	Jali Medical (USA)	Contact Jali Medical	tDCS electrodes and sponges sold separately - contact vendor to order correct size (e.g. 5x5 cm)
Transcranial direct current stimulator (tDCS)	Jali Medical (USA)	Contact Jali Medical	The neuroConn DC-STIMULATOR PLUS* is a single-channel programmable direct and alternating Current Stimulator.
Virtual reality system	Virtually Better	Contact Virtually better	PTSD Suite from Virtually better "Bravemind" is an application for clinicians specializing in treating Posttraumatic Stress Disorder (PTSD).