경두개 자기 자극 중 두꺼운 모발을 다루기 위한 Sol Braiding 방법: 뇌 자극의 잠재적 편향에 대한 주소

요약

역사적으로 소외된 소수 민족에서 흔히 볼 수 있는 모발 유형은 경두개 자기 자극(TMS)을 방해하는 것으로 보입니다. 여기에서는 TMS를 향상시키는 모발 땋기 방법(솔 브레이딩 기법)에 대해 설명합니다.

초록

경두개 자기 자극(Transcranial Magnetic Stimulation, TMS)은 치료 및 연구 목적으로 신경 과학에서 자주 사용되는 기술입니다. TMS는 주요 우울증 치료와 같은 중요한 의료 서비스를 제공하며 거의 모든 연구 시설에서 필수적입니다. TMS는 두피 배치에 의존하기 때문에 모발은 대상 부위까지의 거리를 다르기 때문에 모발이 효능에 영향을 미치는 것으로 생각됩니다. 또한, 소수민족에서 주로 볼 수 있는 모발의 질감과 길이는 고품질 데이터를 수집하는 데 상당한 어려움을 초래할 수 있는 것으로 추정됩니다. 여기에서 우리는 TMS가 특히 역사적으로 과소 대표된 소수 집단에서 머리카락의 영향을 받을 수 있음을 보여주는 예비 데이터를 제시합니다.

Sol 편조 접근 방식은 TMS의 변동성을 줄이는 배우기 쉽고 빠르게 구현할 수 있는 기술로 여기에서 소개됩니다. 9명의 참가자와 비교한 결과, 솔 방법이 MEP(Motor Evoked Potential) 강도와 일관성을 유의하게 증가시키는 것으로 나타났습니다(p < 0.05). 코일과 두피의 직접적인 접촉을 방해하는 물리적 모발 장벽을 제거함으로써 Sol 접근법은 TMS 전달을 향상시킵니다. 그 결과 MEP 피크 진폭과 MEP AUC(Area Under the Curve)가 증가하는 것으로 나타났습니다. 예비 단계이기는 하지만, 이러한 데이터는 신경과학의 다양성을 다루는 데 있어 중요한 단계입니다. 이 절차는 편조가 아닌 전문가를 위해 설명되어 있습니다.

서문

신경과학 연구는 본질적으로 뇌 기능, 신경 장애 및 정신 장애를 이해하기 위한 패러다임 변화와 혁신을 포함합니다¹. 많은 진전에도 불구하고, 신경과학이라는 학문은 몇 가지 측면에서 부족하다. 예를 들어, 연구자의 수뿐만 아니라 연구에서 피험자와 환자를 대표하는 데에도 인종적 불균형이 존재합니다. 소수 집단의 수많은 소외된 사람들이 실험과 임상 연구에서 부재하고 있습니다². 2019년 9월부터 10월까지 81건의 동료 심사 두피 기반 EEG 논문 중 5건만이 소수민족이 포함된 표본을 보유하고 있다고 구체적으로 명시했습니다. 더욱이, 최근의 연구는 소외된 소수 집단의 개인들이 종종 오진을 받거나 연구자를 신뢰하지 못한다는 것을 보여주었다. Assari et al.은 의료 커뮤니티, 특히 백인 의대생과 레지던트의 절반이 아프리카계 미국인이 백인보다 피부가 두껍다고 믿으며, 이것이 의학적 판단과 치료 전략에 영향을 미친다는 것을 발견했습니다 ^3,4. 소수 민족 참가자의 데이터가 없기 때문에 연구 결과는 일반화하기 어렵고 소수 민족 집단에 대한 불균형을 보여줍니다. 임상시험 모집단이 약물 또는 의약품을 사용할 환자를 대표하고 결과를 일반화할 수 있도록 하기 위해, 임상시험은 다양한 참가자 그룹을 포함해야 한다⁵.

두피 기반 신경과학의 관심 분야는 잘 드러나지 않는 소수 민족 모발에서 흔히 볼 수 있는 뚜렷한 모양, 굵기, 스타일링 및 밀도입니다. 예를 들어, 모낭 모양은 아프리카 머리카락을 독특하게 만드는 특징 중 하나입니다. 아프리카 모발은 더 작고 타원형이며 평평한 모낭에서 나오는 반면, 백인과 아시아 모낭은 더 원형이고 크다⁶. 소수 민족이 머리를 감을 때 머리가 말리기 때문에 연구자들이 실험에 어려움을 겪습니다. 소수 집단은 때때로 두피 기반 이미징을 위해 방문하기 전에 헤어 제품을 사용하여 머리를 감고 곧게 펴는 것이 권장되지만 그렇게 하면 데이터의 정확성에 영향을 미칠 수 있습니다. 소수 집단의 참가자 중 자발적인 참가자가 줄어들고 이들의 데이터가 품질이 낮다는 이유로 폐기될 수 있기 때문에 데이터가 왜곡됩니다. 더욱이, 그들의 전형적인 헤어스타일(예: 콘로우와 땋은 머리)로 인해 소수화된 개인은 때때로 모집하고 유지하기 어려운 것으로 인식됩니다². Rosen et al.은 소외된 소수 민족이 착용하는 스타일인 드레드락을 착용하고 즉흥적인 말투가 유창하지 않은 아프리카계 남성을 연구했습니다⁷. 그는 두피 기반 영상 촬영을 사용하여 치료를 받기를 원했는데, 이는 효능에 대한 새로운 증거가 있고 견딜 수 있었기 때문입니다.

널리 사용되는 두피 기반 영상 기법 중 하나는 경두개 자기 자극(TMS)입니다. TMS는 뇌 활동의 국부적 증가를 유도하기 위해 비침습적 방식으로 사용되는 표면 기반 이미징 기술입니다. 인간 뇌의 신경 활동을 조절하는 능력은 TMS를 실험적 신경과학과 치료적 신경과학 모두에 중요한 도구로 만든다⁸. 표준 안전 권장 사항을 설정하기 위해, 모터 임계값(MT)의 백분율로 표시될 때, TMS 강도는 모든 코일 모양 또는 종류의 자극기(⁹)와 함께 사용할 수 있는 적용된 자극의 일반화 가능한 지표를 제공한다. MT를 결정하는 데 사용되는 운동 유발 전위(MEP)는 또한 인간 운동 피질(10,11,12,1,3,14,15,16)에 대한 TMS에 의해 유도되는 피질 흥분성의 척도가 될 수 있습니다. TMS는 운동 피질로 전달되어 반대측 영역에서 활성화를 일으킵니다. 일반적으로 운동 피질에서 자극 대상을 찾기가 어렵지 않기 때문에 손의 영역을 대상으로 하며, 전극을 부착하거나 손/손가락 반응을 시각적으로 모니터링하는 것이 간단합니다. 모터 출력을 제어하는 메커니즘은 MEP를 사용하여 보다 완벽하게 이해할 수 있습니다. MEP는 MT에서 개인차를 측정하는 데 사용되기 때문에 이제 거의 모든 TMS 애플리케이션의 일부가 되었습니다. 일반적으로 MT의 일부 측면을 측정하지 않고 TMS를 사용하는 것은 위험합니다. TMS가 적절한 MT 이상으로 전달되면 발작이 발생할 수 있습니다. TMS가 MT 미만으로 전달되면 결과가 감소하거나 없을 수 있습니다(즉, 표적 뉴런이 탈분극되지 않을 수 있음). 정확한 MT 보고는 연구를 비교하는 데도 매우 중요합니다. 예를 들어, 우리 연구실의 많은 연구에서 90% 값을 사용하는데, 이는 다른 연구자들에게 110% 적용이 더 큰 효과를 가져올 수 있음을 알려줍니다.

Stokes et al.은 표적 영역과 자극 코일 사이의 서로 다른 거리를 조사한 후 거리와 개인의 MT ^8,17 사이에 직접적인 선형 관계를 발견했습니다. 따라서 소수 집단, 즉 더 두꺼운 자연 모발을 가진 일부 그룹은 MT/MEP 측정의 정확도가 떨어질 수 있습니다. 출판된 저자의 TMS 커뮤니티를 대상으로 한 설문 조사에서 "머리카락이 임피던스에 영향을 미치나요?"와 같은 개방형 질문을 했을 때 해당 분야의 전문가들이 "머리카락은 임계값을 증가시킵니다. 머리카락을 옆으로 움직이거나 압박하는 등;" 우리는 그 접촉을 연결하기 위해 젤을 사용하려고 노력하지만 할 수 있는 일은 많지 않습니다." " 두꺼운 머리카락도 접촉을 어렵게 만듭니다. 위와 동일"; " 더 많은 머리카락은 자극을 더 어렵게 만듭니다 - 특히 코일과 두피의 좋은 접촉을 방해하는 경우¹⁸. 빽빽하게 자라는 모발은 TMS 코일과 두피 사이의 접촉을 어렵게 만들어 접촉을 최소화하거나 전혀 남기지 않고 신호를 방해합니다. 이전 연구에 따르면 두껍고 굵은 모발을 땋으면 두피 기반 이미징에서 임피던스가 감소하는 것으로 나타났습니다⁶. Etienne et al.은 굵거나 곱슬머리의 특성을 사용하여 참가자의 머리카락을 콘로우로 땋으면 EEG를 사용할 때 신호 무결성이 유지된다는 것을 발견했습니다.

우리는 소외된 소수 민족의 모발을 관리할 수 있는 솔루션을 제공하기 위해 Sol "Sun" 방법을 도입하고 있습니다. 그들의 모발의 굵기와 굵기로 인해, 우리는 일반적으로 소외된 소수 집단에서 볼 수 있는 모발이 모발을 보존하고(즉, 면도 없이) 장기적인 측정이 가능하기 때문에 이 절차에 더 잘 반응할 것이라고 예측했습니다. 이러한 방법은 가르치고, 배우고, 수행하기 쉽습니다. 추가 장비가 필요하지 않습니다. 안전 위험을 증가시키지 마십시오. 참가자의 자연스러운 모발을 존중하고 존중합니다. 그리고 이전에 두피 기반 기술에 의해 낙담했을 수 있는 참가자(및 연구자)에게 자부심을 고취시킵니다.

프로토콜

여기에 제시된 연구는 2001년에 시작되어 2023년까지 매년 업데이트되는 Montclair State University의 IRB(Institutional Review Board) 위원회의 승인을 받았습니다. 모든 참가자는 미국 심리학회(American Psychological Association)의 윤리 지침 내에서 치료를 받았습니다. 일반적인 안전 절차를 따랐습니다. 예를 들어, 우리는 전단지와 입소문을 사용하여 일반 Montclair State University 인구 중에서 9명의 성인을 모집했습니다. 모든 피험자는 Wasserman¹⁹에서 제시한 TMS 지침에 따라 직접 선별되었습니다. 참가자는 연구 등록에 대해 $25를 보상받았으며 모든 피험자는 지역 IRB(Institutional Review Board)에서 제시한 표준 내에서 헬싱키 선언에 따라 치료를 받았습니다. 히스패닉 또는 아프리카계 미국인으로 확인된 모든 참가자와 모든 피험자로부터 서면 동의를 얻었습니다.

1. 배경 및 10/20 전송

참고: TMS의 경우 추가 장비가 필요하지 않습니다(즉, 실험실에는 이러한 모든 소모품이 쉽게 있어야 함).

1. 참가자
   1. 절차를 시작하기 전에 반드시 IRB 위원회 검토를 받아야 합니다. 이것이 초기 프로토콜인 경우 경험 많은 연구자와 상담하고 동의, 스크리닝(그림 1) 및 부작용 (그림 2)과 같은 모든 양식을 준비하고 프레젠테이션을 연습합니다.
      참고: 양식은 안전에 관한 참가자와의 직접 인터뷰를 보완해야 하며 대체해서는 안 됩니다.
   2. 모든 팀 구성원이 자신의 역할에 대해 교육을 받았는지 확인합니다.
      참고: 교육 과정을 이용할 수 있으며 거의 모든 TMS 실험실에서 최상의 안전 관행을 자유롭게 공유합니다.
   3. 소셜 미디어와 전단지를 통해 참가자를 모집합니다.
      참고: 채용은 금전적 인센티브와 위험에 대한 간략한 설명을 제공합니다.
   4. 등록하기 전에 선별 검사 목록을 관리합니다(그림 1).
   5. 모든 참가자에게 참여에 대한 대가를 지불하고(이 연구의 경우 $25) 내부 검토 위원회(Internal Review Board) 및 미국 심리학회(American Psychological Association)의 지침에 따라 치료합니다.
2. 교육기관에 적합한 매개변수를 사용하여 TMS를 수행합니다(토론 참조).
3. 참가자의 안전과 편안함은 매우 중요하므로 절차 전반에 걸쳐 참가자에게 구두 및 시각적으로 요청하고 모니터링합니다. 초조함이 일상이 될 수 있고 경우에 따라 더 어려운 결과로 이어질 수 있는지 확인하십시오.

2.TMS 장비 취급

1. 이 실험에 사용된 70mm 8자 코일이 위험/차단 온도에 도달하지 않도록 합니다. 교체품으로 필요할 경우를 대비하여 백업 코일을 준비하십시오.
2. 육안 검사(5/10 유발 Abductor Pollicis Brevis) 또는 근전도(EMG)를 사용하여 운동 임계값을 결정합니다.

3. 땋지 않은 모발의 모터 임계값

1. 지울 수 있는 매직 마커를 사용하여 취한 영역 CZ nasion/inion 라인과 중간점을 표시합니다. 귓불 또는 귓바퀴 전점을 측정하고 해당 점도 표시하십시오.
2. 오른쪽 반구선을 사용하여 1/3 아래로(등쪽에서 복부까지) 이동하여 Abductor Pollicis Brevis(APB) 활성화를 위한 최적의 위치를 찾습니다. 코일 트리거와 풋스위치를 통해 TMS 장치를 트리거하고 기계 전면에서 안전 장치를 해제합니다.
3. 모든 검색 및 TMS 배송에 대해 TMS 코일의 방향을 45°로 지정합니다.
4. 기계 전면에 있는 다이얼을 사용하여 총 기계 출력의 30%에서 자극 출력을 시작하고 움직임이 나타날 때까지 2% 단위로 증가시킵니다. 코일 움직임과 자극 강도 사이의 신중한 상호 작용으로 인해 자극 강도를 증가시키는 위치를 이동해야 합니다.
5. 최대 APB 응답을 제공하는 사이트가 식별되면 MT를 결정합니다.
6. MT 결정을 시작하기 전에 정확한 배치를 용이하게 하려면 수영 모자에 코일 끝 부분을 표시하고 매직 마커를 사용하여 코일의 전체 앞 부분을 추적합니다.
7. 육안 검사 방법의 경우 다이얼을 사용하여 기계 강도 광고 증가의 20%에서 시작하여 약 20개의 펄스를 전달하여 5/10(50%) APB 반응을 초래하는 자극 수준을 식별합니다. 증가하거나 감소한 손가락 움직임에 따라 다이얼을 움직입니다. 5/10 응답을 얻으면 기계에 표시된 강도를 개인의 MT로 기록합니다.
8. (선호되는) MEP 방법의 경우 APB와 엄지 손가락 힘줄 및 접지(손목 뒤쪽 주위)에 일회용 전극을 놓고 육안 검사를 사용하는 대신 기록 장치에서 양성 MEP가 관찰되는지 확인합니다.
   1. 양의 MEP 응답을 ≥50μV 피크 대 피크 진폭을 갖는 MEP로 정의합니다.
   2. 육안 검사와 유사하게 5/10 양성 MEP가 관찰될 때까지 자극합니다. MEP가 50μV보다 큰지 확인합니다. MEP의 50%가 50μV보다 높을 때(그리고 50%가 50% 아래) MT를 기록합니다.

4. 솔

1. 다양한 브러시, 빗 및 물감으로 연습하며, 연구자들은 다른 도구에 대해 다르게 느낍니다.
   참고: 기술을 완벽하게 하는 데 걸리는 시간은 경험에 따라 다릅니다. 참가자 머리카락(²⁰)을 문서화하는 것이 반드시 필요한 것은 아니지만, 여기에 포함시킨다(그림 3).
2. 땋는 기준에 대해 일관성을 유지하십시오. TMS 이전에 어떤 개인이 땋아야 하는지에 대한 보편적인 표준은 없습니다. 그러나 연구나 임상 적용 전에 모발 질감과 같은 결정 요인을 사용하려는 의도를 명시해야 합니다.
3. 참가자에게 방법을 설명하고 동의하는 동안 사진을 사용합니다. 참가자를 소중히 여기는 것이 최우선 과제가 되어야 하므로 이미지를 사용하고 땋는 것을 기술의 일부로 설명하십시오.
   참고: 한 가지 잠재적인 유인책(즉, 보상)은 실험 후 머리 전체를 땋는 것을 포함하는 것입니다.
4. 편조를 시작하기 전에 목표 지점을 파악하십시오.
5. 10/20 좌표(운동 관련 목표 지점)를 두피에 전달하여 목표 브레이드 포인트를 제공합니다. 표준 ERP/EEG 캡으로 이를 달성하려면 일반적인 젤 주사기와 뭉툭한 바늘에 1-5mm의 녹색 형광 페인트(GFP)를 로드합니다. 캡을 적용하고 대상 지점에서 젤을 적용하는 것처럼 주사기를 삽입하고 GFP ~ 0.05mm를 두드립니다 (그림 4A - E).
   주: GFP의 양은 표를 할 필요가 있는 전극의 수에 따라서 변화할 것입니다.
6. 포인트를 최소 2분 동안 건조시키십시오.
7. 머리에 표시된 지점부터 시작하여 머리카락을 잡아당깁니다. 마크 주변에 피부의 명확한 패치가 보이는지 확인하십시오. 손가락이나 곡괭이로 머리카락 부분을 닦아내십시오.
8. 시작하기 전에 먼저 시각화하십시오. 중앙에 목표 지점이 있는 만화 태양처럼 보이는 6-8개의 콘로우를 만들려면 시계 페이스를 생각하면서 각 브레이드를 만드십시오: 먼저 콘로우 6시 방향, 콘로우 12시 방향, 콘로우 8시와 10시 방향. 2시와 4시 방향의 콘로잉으로 끝납니다. 그러면 6개의 콘로우가 생성됩니다.
9. 8개의 콘로우가 필요한 경우 6시와 12시 방향에서 시작하십시오. 그런 다음 콘로우 9시, 7시에서 8시 사이, 10시에서 11시 사이입니다. 누락된 모든 행으로 마무리합니다.
   알림: 콘로잉과 땋기의 주요 차이점은 초기 '덩어리'에 머리카락을 계속 추가한다는 것입니다. 땋은 머리를 두피에 '부착'하여 뇌의 높이와 어색함을 줄일 수 있습니다. 옥수수 노를 젓기 전에 이것을 시각화하십시오.
10. 첫 번째 conrow를 시작하려면 표시된 점의 어느 쪽에서나 작은 섹션을 나눕니다. 콘로우에 필요한 머리카락의 1/8 또는 1/6이 될 머리카락의 양을 추정해 보십시오. 이것은 조작하기 쉬운 소량이어야 합니다-초기 덩어리.
11. 양손을 사용하여 이 초기 덩어리를 세 부분으로 나눕니다. 머리카락의 양에 따라 섹션을 동일하게 만듭니다.
12. 왼손의 왼쪽 부분과 오른손의 오른쪽 부분을 놓고 검지 손가락 중 하나, 하나 또는 두 개의 검지로 가운데 부분을 누릅니다.
13. 올바르게 수행되면 오른쪽 섹션은 이제 중간에 있고 중간 섹션 이었던 것은 이제 오른쪽에 있습니다.
14. 가장 왼쪽 부분을 잡고 들어 올립니다. 중간과 오른쪽 섹션 사이에 넣으십시오. 올바르게 수행한 경우 이 섹션은 중간에 있고 중간에 있던 섹션은 이제 왼쪽에 있습니다.
15. 이제 오른쪽 섹션을 잡고 2.6단계를 반복하면서 조각 아래에 있는 두피에서 새로운 추가 머리카락을 추가합니다.
    참고: 머리카락을 추가하는 것은 쓸어내리는 동작처럼 느껴집니다. 이것은 땋은 머리가 아닌 콘로우를 만드는 것입니다.
16. 한 번에 한 조각씩 계속 잡으면서 섹션을 따라 내려가는 머리카락을 추가합니다.
17. 그 머리카락 덩어리가 끝날 때까지 옥수수 노를 젓습니다.
18. 이 작업을 6-8x 수행하여 '태양' 모양을 만듭니다.

5. 땋은 머리에 모터 문턱

1. 지금 TMS를 적용하십시오. 최대 자극 지점의 코일 표면이 이제 피부와 같은 높이에 있는지 확인하십시오.
2. 코일 홀더, 장착 시스템 또는 손을 사용하여 TMS 규범에 따라 코일의 플라스틱으로 피부를 단단히 누릅니다.
   참고: 이 방법은 70mm 그림 8 코일에 적합합니다.
3. 전극과 육안 검사를 사용하여 MEP를 측정합니다. 대상 손가락이 눈에 띄게 움직여야 합니다.
4. 유사한 방식으로 추가 대상 영역(예: Left Dorsal Lateral Prefrontal Cortex)을 선택합니다.
   알림: 둘 이상의 숙련된 브레이더를 사용하여 여러 사이트를 동시에 준비할 수 있습니다.

결과

70mm 8자형 코일이 있는 TMS 단일 펄스 장치가 모든 자극 세션에 사용되었습니다. MEP는 표준 증폭기와 로컬 컴퓨터에 설치된 소프트웨어를 사용하여 획득했습니다. 모든 MEP는 Abductor Pollicis Brevis 근육 (APB)을 대상으로하는 3 개의 전극을 부착하여 획득되었습니다. 테스트된 주요 가설은 솔 방법이 땋지 않은 모발에 비해 더 큰 진폭과 AUC를 생성한다는 것이었습니다. 이를 위해 ...

토론

콘로우는 TMS 코일의 각도(예: 45°)를 방해하지 않아야 합니다. 그렇다면 이 문제를 완화하기 위해 콘로우 중 하나를 다시 해야 할 수 있습니다. 올바르게 수행되면 MEP는 일관성이 있어야 합니다(그림 6).

곱슬 모발 또는 거친 모발의 특성을 활용하여 이 땋는 방법은 TMS 신호의 무결성을 유지합니다. 이 연구에서 우리는 MEP 크기를 크게 늘릴 수 있었고 일관?...

자료

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