저자는 연구팀(Maria Fernanda Andrade, Allison Kim, Robin Heemels)에게 감사한다.

모든 연구 절차는 Spaulding Neuromodulation Center/Spaulding Cambridge Hospital에서 수행되었습니다. 이 프로토콜에 대한 윤리적 승인은 Mass General Brigham IRB(번호 프로토콜 #:2022P003200)로부터 획득했습니다. 암호화된 REDCap(Research Electronic Data Capture) 플랫폼을 사용하여 모든 피험자로부터 정보에 입각한 동의를 얻었습니다( 자료 표 참조). 평가판 등록 번호: NCT05801809.
1. 대상자 선정 및 심사
<ol><li>여러 출처를 통해 잠재적인 대상을 식별합니다. 참고: 본 연구를 위해 인간 피험자는 (1) 보스턴 랜드 지역 전역의 공공 장소에 있는 전단지, (2) 인터넷 및 신문 광고, (3) 대중 교통에 게시된 광고(The T), (4) Mass General Brigham Research의 Rally 플랫폼을 통해 식별되었습니다( 자료 표 참조). 본 연구를 위해 44명의 건강한 피험자가 선택되었습니다.</li>
	<li>자격이 있는 피험자에게 연락하거나 연구에 대한 자세한 정보를 제공하기 위해 연락할 수 있도록 전자적으로 허가를 구하십시오.</li>
	<li>첫 번째 연락 지점(일반적으로 전화 통화 또는 Zoom Enterprise 통화)에서 연구 공동 연구자는 온라인 PR 선별 설문지를 관리합니다. 온라인 사전 심사 절차가 완료되면 공동 연구자가 수집한 정보를 연구의 PI에 가져가 적격성을 확인하기 위한 추가 검토를 받습니다. 그런 다음 사전 심사에서 얻은 데이터를 암호화된 웹 기반 플랫폼(REDCap, 자료 표 참조)에 저장합니다.<ol><li>18세 이상이고 자극에 순진한 피험자(taVNS)를 포함합니다.</li>
		<li>임산부, 의학적 상태의 존재 및 경귓바퀴 미주 신경 자극에 대한 금기 사항의 존재는 제외됩니다.</li>
	</ol></li>
</ol>2. 장비 세부사항
<ol><li>귀의 귓바퀴 부분에 전도성 이어팁이 있는 이어셋(그림 2)으로 구성된 경피적 귓바퀴 미주 신경 자극(taVNS) 장치(그림 3)를 사용합니다.</li>
	<li>전극을 자극기에 연결하고 능동 자극 중에는 귓바퀴의 심벌즈 콘채를 30Hz, 200-250μs에서 60분 동안 자극합니다. 알림: 장치 및 관련 액세서리에 대한 상업적 세부 정보는 재료 표를 참조하십시오.</li>
</ol>3. taVNS 절차
참고: 프로토콜은 방문 1(동의, 심사 및 인구 통계 정보 수집)과 방문 2(평가 및 개입)의 두 가지 방문으로 구성됩니다. 연구의 흐름은 그림 4에서 확인할 수 있습니다.
<ol><li>방문 2에서 중재를 받을 피험자를 무작위 배정합니다. 참고: 활성 그룹은 활성 taVNS를 수신하고 가짜 그룹은 가짜 taVNS를 수신합니다.</li>
	<li>시험 기간 동안 피험자, 중재 팀(taVNS 중재를 수행한 공동 조사자/CO-Is) 및 결과 평가자(평가를 수행하거나 데이터를 분석한 CO-IS)를 블라인드 합니다. 관련되지 않은 직원 한 명이 할당 순서를 생성하고, 봉투를 봉인하고, 데이터 수집 또는 분석에 관여하지 않는 다른 직원이 활성 상태(활성 전류) 또는 비활성(가짜)인지 여부에 따라 다른 외부 및 시각적 디스플레이 동일한 장치를 사용하여 개인을 개입에 무작위로 할당하도록 합니다.</li>
	<li>전자 형식 캡처 시스템(REDCap)을 사용하여 피험자로부터 이 연구를 위한 데이터를 수집합니다. 수행된 다음 평가는 표 1에 표시되어 있습니다.</li>
	<li>피험자가 도착하면 절차에 대한 정보를 제공하십시오. 먼저, Granot17 및 Nirl18에서 제안한 적응된 프로토콜에 따라 통증 역치에 대해 오른쪽 팔뚝에 열 자극을 사용하고 CPM(Conditioned Pain Modulation)을 위해 찬물을 사용하여 통증 수준과 통증 조절을 평가합니다.<ol><li>먼저 피험자의 오른쪽 팔뚝에 펠티에 서모드(Peltier thermode)( 재료 표 참조)를 적용하여 통증-60 테스트 온도(60-100 NPS에서 60 규모로 통증 경험을 유발하는 온도)를 측정하고 자극 강도가 목표 온도에 도달한 시점부터 7초 동안 지속되는 짧은 열 자극(41-48 °C)을 전달합니다.</li>
		<li>피험자에게 0 = ''통증 없음''에서 100 = ''상상할 수 있는 최악의 통증'' 범위의 수치 통증 척도(NPS)를 사용하여 통증 강도 수준을 평가하도록 요청합니다.</li>
		<li>통증-60 온도가 결정되면 해당 온도에서 30초 동안 동일한 효과를 적용하여 테스트 자극을 투여하고 피험자에게 체온화물이 통증-60 온도에 도달한 후 10초, 20초, 30초에 통증 강도 수준을 3번 평가하도록 요청합니다(세 가지 통증 등급의 평균 점수가 계산됩니다).</li>
		<li>테스트 자극을 전달한 후 5분 후, 조건화된 자극을 위해 10°C에서 12°C로 설정된 욕조에 피험자의 왼손을 30초 동안 담그십시오. 그런 다음 피험자의 오른쪽 팔뚝에 동일한 통증-60 온도를 30초 동안 적용하고(왼손은 여전히 잠겨 있음) 체온이 통증-60 온도에 도달한 후 10초, 20초, 30초에서 통증 강도 수준을 3번 평가하도록 다시 요청합니다. 참고: CPM(Conditioned Pain Modulation) 반응은 테스트 자극의 통증 등급 평균에서 조건 자극 중 통증 등급 평균을 뺀 값의 차이로 계산됩니다.</li>
	</ol></li>
	<li>피험자에게 HRV 모니터( 그림 5 및 그림 6 참조)를 배치하도록 요청합니다.</li>
	<li>다음으로, Bluetooth로 태블릿에 연결된 모니터로 5분 동안(주파수 HF, LF, LF/HF 및 시간 도메인 메트릭을 분석하기 위해) 기준 HRV를 평가합니다.</li>
	<li>컴퓨터 시스템에 연결된 EEG를 설정하고 약 30분 동안 지속되는 평가(휴식 및 작업 관련)를 시작합니다.</li>
	<li>다음으로, taVNS 디바이스를 설정합니다.<ol><li>검사하고 70% 알코올 패드로 청소하고 전극을 배치할 피험자의 귀 피부를 준비합니다.</li>
		<li>다음으로, 식염수를 이완부에 바르고 전극을 귀에 대고 60분 동안 지속되는 자극을 시작합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>taVNS가 30분에 도달하면 5분 동안만 HRV 및 EEG를 다시 기록합니다.</li>
	<li>60분 동안 자극을 가한 후 피험자의 EEG, HRV 및 통증을 평가하고 시험 전 절차를 반복합니다(아래 참조).<ol><li>약 30분 동안 EEG 및 HRV 평가를 수행합니다.</li>
		<li>3.4단계에 따라 CPM 평가를 수행합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>부작용, 피로 및 기분에 대한 평가를 수행합니다.</li>
	<li>세션을 완료합니다.</li>
</ol>4. 후속 조치 절차
<ol><li>피험자를 무작위 배정하고 데이터 수집을 완료한 후 데이터 분석을 수행합니다3.</li>
</ol>

Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation에 의한 신경조절 측정

<ol>
	<li>Ben-Menachem, E., Revesz, D., Simon, B. J., Silberstein, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgically+implanted+and+non-invasive+vagus+nerve+stimulation:+a+review+of+efficacy,+safety+and+tolerability.">Surgically implanted and non-invasive vagus nerve stimulation: a review of efficacy, safety and tolerability.</a> Eur J Neurol. 22 (9), 1260-1268 (2015).</li><li>Johnson, R. L., Wilson, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+vagus+nerve+stimulation+as+a+therapeutic+intervention.">A review of vagus nerve stimulation as a therapeutic intervention.</a> J Inflamm Res. 11, 203-213 (2018).</li><li>Gianlorenco, A. C. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electroencephalographic+patterns+in+taVNS:+A+systematic+review.">Electroencephalographic patterns in taVNS: A systematic review.</a> Biomedicines. 10 (9), 2208 (2022).</li><li>Ruhnau, P., Zaehle, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+Auricular+Vagus+Nerve+Stimulation+(taVNS)+and+Ear-EEG:+Potential+for+closed-loop+portable+non-invasive+brain+stimulation.">Transcranial Auricular Vagus Nerve Stimulation (taVNS) and Ear-EEG: Potential for closed-loop portable non-invasive brain stimulation.</a> Front Hum Neurosci. 15, 699473 (2021).</li><li>Coan, J. A., Allen, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frontal+EEG+asymmetry+as+a+moderator+and+mediator+of+emotion.">Frontal EEG asymmetry as a moderator and mediator of emotion.</a> Biol Psychol. 67 (1-2), 7-49 (2004).</li><li>Davidson, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+asymmetry,+emotion,+and+affective+style.">Cerebral asymmetry, emotion, and affective style.</a> Brain Asymmetry. , 361-387 (1995).</li><li>de Aguiar Neto, F. S., Rosa, J. L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Depression+biomarkers+using+non-invasive+EEG:+A+review.">Depression biomarkers using non-invasive EEG: A review.</a> Neurosci Biobehav Rev. 105, 83-93 (2019).</li><li>Rao, R. P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Brain-Computer Interfacing: An Introduction. , (2013).</li><li>Machetanz, K., Berelidze, L., Guggenberger, R., Gharabaghi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=brain-heart+interaction+during+Transcutaneous+Auricular+Vagus+Nerve+Stimulation.">brain-heart interaction during Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation.</a> Front Neurosci. 15, 632697 (2021).</li><li>Spyer, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Annual+review+prize+lecture.+Central+nervous+mechanisms+contributing+to+cardiovascular+control.">Annual review prize lecture. Central nervous mechanisms contributing to cardiovascular control.</a> J Physiol. 474 (1), 1-19 (1994).</li><li>Jarczok, M. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigating+the+associations+of+self-rated+health:+heart+rate+variability+is+more+strongly+associated+than+inflammatory+and+other+frequently+used+biomarkers+in+a+cross+sectional+occupational+sample.">Investigating the associations of self-rated health: heart rate variability is more strongly associated than inflammatory and other frequently used biomarkers in a cross sectional occupational sample.</a> PLoS One. 10 (2), 0117196 (2015).</li><li>Shaffer, F., Ginsberg, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+overview+of+heart+rate+variability+metrics+and+norms.">An overview of heart rate variability metrics and norms.</a> Front Public Health. 5, 258 (2017).</li><li>Haensel, A., Mills, P. J., Nelesen, R. A., Ziegler, M. G., Dimsdale, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relationship+between+heart+rate+variability+and+inflammatory+markers+in+cardiovascular+diseases.">The relationship between heart rate variability and inflammatory markers in cardiovascular diseases.</a> PNEC. 33 (10), 1305-1312 (2008).</li><li>Wolf, V., K&#252;hnel, A., Teckentrup, V., Koenig, J., Kroemer, N. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Does+transcutaneous+auricular+vagus+nerve+stimulation+affect+vagally+mediated+heart+rate+variability?+A+living+and+interactive+Bayesian+meta-analysis.">Does transcutaneous auricular vagus nerve stimulation affect vagally mediated heart rate variability? A living and interactive Bayesian meta-analysis.</a> Psychophysiol. 58 (11), e13933 (2021).</li><li>Geng, D., Liu, X., Wang, Y., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+transcutaneous+auricular+vagus+nerve+stimulation+on+HRV+in+healthy+young+people.">The effect of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation on HRV in healthy young people.</a> PLoS One. 17 (2), 0263833 (2022).</li><li>Garrido, M. V., Prada, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=KDEF-PT:+Valence,+emotional+intensity,+familiarity+and+attractiveness+ratings+of+angry,+neutral,+and+happy+faces.">KDEF-PT: Valence, emotional intensity, familiarity and attractiveness ratings of angry, neutral, and happy faces.</a> Front Psychol. 8, 2181 (2017).</li><li>Granot, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determinants+of+endogenous+analgesia+magnitude+in+a+diffuse+noxious+inhibitory+control+(DNIC)+paradigm:+do+conditioning+stimulus+painfulness,+gender+and+personality+variables+matter.">Determinants of endogenous analgesia magnitude in a diffuse noxious inhibitory control (DNIC) paradigm: do conditioning stimulus painfulness, gender and personality variables matter.</a> Pain. 136 (1-2), 142-149 (2008).</li><li>Nirl, R. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+psychophysical+study+of+endogenous+analgesia:+the+role+of+the+conditioning+pain+in+the+induction+and+magnitude+of+conditioned+pain+modulation.">A psychophysical study of endogenous analgesia: the role of the conditioning pain in the induction and magnitude of conditioned pain modulation.</a> EJP. 15 (5), 491-497 (2011).</li><li>Santomauro, D. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+prevalence+and+burden+of+depressive+and+anxiety+disorders+in+204+countries+and+territories+in+2020+due+to+the+COVID-19+pandemic.">Global prevalence and burden of depressive and anxiety disorders in 204 countries and territories in 2020 due to the COVID-19 pandemic.</a> Lancet. 398 (10312), 1700-1712 (2021).</li><li>Tan, C., Yan, Q., Ma, Y., Fang, J., Yang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recognizing+the+role+of+the+vagus+nerve+in+depression+from+microbiota-gut+brain+axis.">Recognizing the role of the vagus nerve in depression from microbiota-gut brain axis.</a> Front. Neurol. 13, 1015175 (2022).</li><li>Kim, A. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Safety+of+transcutaneous+auricular+vagus+nerve+stimulation+(taVNS):+A+systematic+review+and+meta-analysis.">Safety of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS): A systematic review and meta-analysis.</a> Sci. Rep. 12 (1), 22055 (2022).</li><li>Martins, D. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+the+vagus+nerve+in+fibromyalgia+syndrome.">The role of the vagus nerve in fibromyalgia syndrome.</a> Neurosci. Biobehav. Rev. 131, 1136-1149 (2021).</li><li>Fr&#248;kjaer, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+vagal+tone+enhances+gastroduodenal+motility+and+reduces+somatic+pain+sensitivity.">Modulation of vagal tone enhances gastroduodenal motility and reduces somatic pain sensitivity.</a> J Neurogastroenterol Motil. 28 (4), 592-598 (2016).</li></ol>

<span style="font-size: 11pt; font-family: Arial, sans-serif; color: rgb(34, 34, 34); font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-variant-alternates: normal; font-variant-position: normal; vertical-align: baseline; white-space-collapse: preserve;">H.C.와 J.S.는 일반적인 뇌 질환을 치료하기 위해 taVNS와 같은 신경 조절 기술을 개발하는 회사인 Neurive Co.와 직접 관련이 있습니다. F.F.는 NIH 보조금과 Neurive의 컨설팅으로 지원됩니다. Spaulding Rehabilitation Hospital은 이 연구의 후원자인 Neurive, Co., Ltd.로부터 중요한 선물을 받았습니다. 재정적 이해관계는 SRH의 소유주인 Mass General Brigham의 이해 상충 정책에 따라 검토 및 관리되었습니다.

경귓바퀴 미주 신경 자극술(taVNS)은 여러 신경 정신 질환을 해결하기 위한 유망한 치료 수단으로 부상하고 있습니다. 우울증 및 불안과 같은 기분 장애는 특히 COVID-19 팬데믹 이후 전 세계적으로 심각한 건강 부담을 초래합니다19. taVNS를 탐구한 최근 연구는 이러한 장애와 관련된 증상을 완화할 수 있는 잠재력을 보여주었습니다. 
미주신경은 뇌-장 축과 감정 ...

경귓바퀴 미주 신경 자극술(taVNS)은 수술이 필요 없고 귀의 관골 또는 돌기에 배치된 비침습적 자극 장치를 사용하는 최근의 신경 조절 기술입니다. 결과적으로, 환자가 더 쉽게 접근할 수 있고 더 안전합니다1. 최근 몇 년 동안 taVNS 분야는 주로 간질, 우울증, 이명, 파킨슨병, 내당능 장애, 정신 분열증 및 심방 세동을 포함한 다양한 병리학적 상태에 대한 잠재적 치료 이점을 입증하는 임상 시험에 중점을 두고 빠르게 확장되었습니다2. taVNS와 그것이 중앙 및 주변 시스템의 생물학적 과정에 미치는 영향에 대해 논의할 것이 많습니다. 이상적으로, 생물학적 마커는 미주신경의 귓바퀴 가지가 자극되어 두개내 구조에 영향을 미치고 연구자들이 taVNS가 생리적 기능에 어떤 영향을 미치는지 분석할 수 있음을 입증할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 신뢰할 수 있는 바이오마커가 없으면 taVNS 데이터가 무엇을 의미하고 어떻게 효과적으로 해석하는지 이해하기가 쉽지 않습니다.
뇌파검사(EEG)는 taVNS에 대한 바이오마커를 제공하는 고무적인 이미징 도구입니다. 대뇌 피질 활동을 측정하고 정량화하는 비침습적이고 신뢰할 수 있으며 저렴한 접근 방식입니다 3,4. 이 과정에 따라 우리 그룹은 체계적 검토를 수행하여 taVNS가 대뇌 피질 활동에 영향을 미칠 수 있으며, 주로 낮은 주파수(델타 및 세타)에서 EEG 파워 스펙트럼 활동을 증가시킬 수 있다는 기본 세부 사항을 보여주었습니다. 그러나 더 높은 빈도(알파)에서 다양한 결과가 나타났으며, 억제 작업과 관련된 초기 ERP 구성 요소의 변화도 감지되었습니다. 연구 간에 높은 이질성이 발견되었습니다. 따라서 EEG3로 측정된 뇌 활동에 대한 taVNS의 영향에 대해 보다 강력한 결론을 내리기 위해서는 보다 균질하고 중요하며 잘 계획된 연구가 필수적입니다. taVNS 중 EEG를 평가하면 뇌 진동 활동에 영향을 미치는 모바일, 폐쇄 루프, 모니터링 및 비침습적 자극 도구에 대한 두 가지 기술을 통합하는 향후 연구를 발전시킬 수 있습니다4.
알파 비대칭은 뇌 반구 사이, 특히 전두엽 전극의 상대적인 알파 밴드 활동을 평가하는 것으로, 자주 연구되는 EEG 바이오마커입니다. 이전 문헌에서는 이 바이오마커를 사용하여 뇌의 오른쪽 전두엽이 금단 행동과 관련이 있다고 주장하는 접근-철수 가설 5,6을 분석했습니다. 대조적으로, 왼쪽 정면은 접근 행동과 관련이 있습니다. 알파는 낮은 뇌 활동과 관련이 있기 때문에 뇌 왼쪽의 알파가 증가하면 활동이 적다는 것을 의미하며 접근 행동이 부족함을 나타낼 수 있습니다. 이 개념은 우울증 환자에서 좌측 반구의 알파 밴드(alpha band)의 일부 결과를 설명하는 데 도움이 된다7. 또한 EEG 전극은 신경 세포 집단의 활동을 기록하여 FC(Functional Connectivity) 또는 DMN(Default Mode Network)과 같은 대규모 뇌 네트워크의 변화를 검사합니다7,8.
이를 바탕으로 정량적 뇌파를 사용하여 뇌 활동에 대한 taVNS의 영향을 평가할 수 있습니다. 그러나 미주 신경의 귓바퀴 가지를 통한 비침습적 자극을 강조할 수 있는 특정 지표와 효과를 체계적으로 입증하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다.
말초에서는 미주신경과 교감신경계가 심장의 수축 및 전기적 기능을 매개한다9. 이 조절은 심장의 심장 박동기 능력을 촉진하고 부비동 탈분극으로 알려진 신체의 생리적 징후를 통해 심장을 조절합니다. 심박변이도(HRV)는 부비동 탈분극의 박동당 변화를 기록하여 부비동 결절(10)에 대한 미주신경 영향을 비침습적으로 설명합니다. 이러한 기능을 감안할 때, HRV는 개인의 웰빙 및 이환율, 사망률 및 스트레스의 가능성과 관련된 저명한 신경심장 기능 바이오마커로 간주되고 연구되었습니다11,12.
taVNS와 관련하여, HRV는 많은 임상시험에서 기록되었으며, 자극은 HRV 9,11,12를 조절하는 것으로 생각되었다. HRV 감소가 교감신경계의 과잉 활동, 염증 반응 및 산화 스트레스와 같은 메커니즘을 통해 다양한 질병의 이환율 및 사망률과 관련이 있다는 점을 고려할 때, taVNS의 미주신경 조절은 HRV와 그 부비동 조절에 직접적인 영향을 미치는 것으로 생각된다13,14. 실제로, 일부 임상시험에서는 이미 taVNS가 건강한 피험자에서 HRV를 증가시킬 수 있다고 밝혀졌으며, 이에 따라 이 가설을 뒷받침하고 있습니다15,16. 그러나 서로 다른 taVNS 매개변수가 HRV에 다르게 영향을 미칠 수 있는지 여부를 더 잘 이해할 필요가 있습니다.
현재로서는 taVNS 신경망과 이 기술의 자율 신경계 효과를 함께 조사한 기계론적 연구는 없습니다. 따라서 이 프로토콜은 taVNS가 EEG 지표 및 HRV에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 평가하고 그 안전성을 평가하는 것을 목표로 합니다. 또한 taVNS에 대한 응답에 영향을 줄 수 있는 예측 변수를 식별하는 것을 목표로 합니다. taVNS에 대한 반응과 관련된 변수를 이해하면 이 중재의 효과를 극대화하기 위한 향후 임상시험을 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Articulated arm</td>
			<td>Electrical Geodesics, Inc.</td>
			<td>20090645</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Baby shampoo</td>
			<td>Dynarex</td>
			<td>1396</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Charge Cable</td>
			<td>NEURIVE Co.</td>
			<td>HV12303003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Computer</td>
			<td>Apple</td>
			<td>YM92704U4PC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Condutive eartip</td>
			<td>NEURIVE Co.</td>
			<td>HV12303003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Earset</td>
			<td>NEURIVE Co.</td>
			<td>HV12303003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG 64-channel cap&#160;</td>
			<td>Electrical Geodesics, Inc.</td>
			<td>H11333</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heart rate sensor</td>
			<td>Polar</td>
			<td>M311370175396</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monitor</td>
			<td>Dell</td>
			<td>REVA01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Net Amps 300</td>
			<td>Electrical Geodesics, Inc.</td>
			<td>A09370244</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peltier thermode</td>
			<td>Advanced Medical Systems, Ramat Yishai, Isreal</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Chloride (dry)</td>
			<td>Electrical Geodesics, Inc.</td>
			<td>820127755</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rally</td>
			<td>Mass General Brigham Research</td>
			<td></td>
			<td>online platform</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Research Electronic Data Capture (REDCap)</td>
			<td>Vanderbilt</td>
			<td></td>
			<td>web-based software platform</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermosensory Stimulator</td>
			<td>Medoc Ltd</td>
			<td>1241</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transauricular vagus nerve stimulator</td>
			<td>NEURIVE Co.</td>
			<td>HV12303003</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

understanding the effects of non&#45;invasive transauricular vagus nerve stimulation on eeg and hrv

여러 연구에서 다양한 질환을 치료하는 데 있어 경피적 귀 미주 신경 자극(taVNS)의 유망한 결과를 입증했습니다. 그러나 이 기술의 신경망과 자율 신경계의 영향을 조사한 기계론적 연구는 없습니다. 이 연구는 taVNS가 EEG 지표, HRV 및 통증 수준에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 설명하는 것을 목표로 합니다. 건강한 피험자는 활성 taVNS 그룹과 가짜 taVNS 그룹의 두 그룹으로 무작위로 할당되었습니다. 뇌파검사(EEG) 및 심박변이도(HRV)는 기준선, 30분 및 30Hz, 200-250μs taVNS 또는 가짜 자극 60분 후에 기록되었으며 지표 간의 차이를 계산했습니다. 미주신경 투영과 관련하여, 일부 연구에서는 뇌 활동, 자율 신경계, 통증 경로를 조절하는 미주 신경의 역할을 입증했습니다. 그러나 이러한 시스템에서 taVNS의 메커니즘을 이해하려면 여전히 더 많은 데이터가 필요합니다. 이러한 맥락에서 이 연구는 이 기술의 생리학적 영향에 대한 심층적인 논의를 위한 데이터를 제공하는 방법을 제시하며, 이는 다양한 조건에서 향후 치료 연구에 도움이 될 수 있습니다.

Transauricular vagus nerve stimulation (taVNS) is a recent neuromodulation technique that does not require surgery and utilizes a non-invasive stimulation device placed at the concha or tragus of the ear. Consequently, it is more accessible and safer for patients1. In recent years, the taVNS field has rapidly expanded, primarily focusing on clinical trials demonstrating potential therapeutic advantages for various pathological conditions, including epilepsy, depression, tinnitus, Parkinson's disease, impaired glucose tolerance, schizophrenia, and atrial fibrillation2. There is much to discuss about taVNS and its effects on biological processes in the central and peripheral systems. Ideally, a biological marker might demonstrate that the auricular branch of the vagus was stimulated, affecting intracranial structures and allowing researchers to analyze how taVNS affects physiological function. Nevertheless, without a trustworthy biomarker, it is not easy to understand what the taVNS data mean and how to interpret them effectively.
Electroencephalography (EEG) is an encouraging imaging tool to provide biomarkers for taVNS. It is a non-invasive, reliable, inexpensive approach to measure and quantify cortical activity3,4. Following this process, our group performed a systematic review, demonstrating elementary details that taVNS could influence cortical activity, mainly increasing EEG power spectrum activity in lower frequencies (delta and theta). However, diverse results in higher frequencies (alpha) and changes in early ERP components related to inhibitory tasks were also detected. High heterogeneity between the studies was found; therefore, more homogeneous, more significant, and well-planned studies are essential to make more robust conclusions about the effects of taVNS on brain activity measured by EEG3. Assessing EEG during taVNS could advance future research on integrating the two techniques for a mobile, closed-loop, monitoring, and non-invasive stimulation tool to affect brain oscillatory activity4.
Alpha asymmetry, which assesses the relative alpha band activity between the brain hemispheres, particularly at frontal electrodes, is a frequently researched EEG biomarker. Previous literature has used this biomarker to analyze the approach-withdraw hypothesis5,6, which holds that the right frontal side of the brain is associated with withdrawal behaviors. In contrast, the left frontal side is associated with approach behaviors. Since alpha is associated with low brain activity, an increase in alpha on the left side of the brain suggests lower activity and may show a lack of approach behavior. This concept helps to explain some results in the alpha band at the left side hemisphere in depressed patients7. Additionally, EEG electrodes record the activity of neuronal populations, examining Functional Connectivity (FC) or changes in large-scale brain networks, such as the default mode network (DMN)7,8.
Based on that, quantitative electroencephalography can be employed to assess the effects of taVNS on brain activity; however, more studies are required to systematically demonstrate the specific metrics and effects that would highlight the non-invasive stimulation through the auricular branch of the vagus nerve.
Peripherally, the vagus nerve and sympathetic nervous system mediate the heart's contractile and electrical function9. This regulation promotes the heart's pacemaker ability and controls it through physiological manifestations of the body, known as sinus depolarizations. Heart rate variability (HRV) records the changes per beat of sinus depolarization, thus non-invasively describing vagal influences on the sinus node10. Given this function, HRV has been seen and studied as a prominent neurocardiac function biomarker associated with an individual's well-being and the likelihood of morbidity, mortality, and stress11,12.
In the context of taVNS, HRV has been recorded in many trials, and stimulation has been thought to modulate HRV9,11,12. Considering that decreased HRV has been related to the morbidity and mortality of different diseases through mechanisms such as over-activity of the sympathetic nervous system, inflammatory response, and oxidative stress, the vagal nerve modulation of taVNS is thought to directly impact HRV and its sinus regulation13,14. In fact, some trials have already indicated that taVNS can increase HRV in healthy subjects, thus supporting this hypothesis15,16. However, there is still a need to understand better whether different taVNS parameters can affect HRV differently.
Currently, no mechanistic studies have investigated the taVNS neural network and autonomic nervous system effects of this technique together. Therefore, this protocol aims to assess how taVNS can affect EEG metrics and HRV and evaluate its safety. Additionally, this also aims to identify predictors that can influence the response to taVNS. Understanding the variables associated with the response to taVNS can help design future clinical trials to maximize the effects of this intervention.

저자 스포트라이트: 경귓바퀴 미주 신경 자극의 효과 탐구

비침습적 경귓바퀴 미주 신경 자극이 EEG 및 HRV에 미치는 영향 이해

Transauricular Vagus Nerve Stimulation, taVNS for short, is a safe, noninvasive stimulation technique that targets the auricular branch of the vagus nerve. Placing the electrodes at the concha of the ear as an alternative to invasive stimulation, taVNS can affect several brain functions by stimulating the vagal afferent fibers. Several studies have demonstrated promising results of taVNS.However, there is a lack of mechanistic studies to investigate its effect on neural network and autonomic nervous system. So in this clinical trial, we are assessing taVNS in health subjects, looking for potential biomarkers such as EEG metrics and heart rate variability. With this protocol, we are proposing a bilateral stimulation that does not significantly increase the likelihood of cardiovascular events, but enhances the effect of vagus stimulation.taVNS holds significant promise for addressing mood disorders and chronic pain conditions, among others. This study will provide insights into the safety, feasibility and general effects of taVNS on psychological processes, therefore establishing a baseline understanding of how taVNS influences neurophysiological mechanisms, fostering confidence in the techniques potential therapeutic value. Understanding the variables associated with response to taVNS can help design future clinical trials to maximize the effects of this intervention.Based on that, our studies will be focused on how taVNS can be optimized to target specific neural pathways and treat different conditions.

우리는 연구를 맹검 해제하지 않고 첫 번째 무작위 피험자에 대한 예비 기술 분석을 수행했습니다. 이러한 이유로, 이 대상이 어느 무기에 할당되었는지는 알 수 없다. 첫 번째 피험자는 대학 학위를 가진 69세의 비히스패닉계 백인으로 자극 세션 중이나 후에 부작용을 보고하지 않았습니다. 임상 데이터는 표 2에 나타내었다.
또한, 두피 플롯의 지형학적 분포는 ?...

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이 프로토콜은 자율 신경계에 대한 이 치료의 효과를 측정하기 위해 EEG 지표 및 심박 변이도(HRV)와 같은 잠재적 바이오마커를 포함하여 임상 시험에서 경피적 귀 미주 신경 자극(taVNS)을 적용하는 방법에 대한 정보를 제공합니다.

Several studies have demonstrated promising results of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) in treating various disorders; however, no ...

경귓바퀴 미주 신경 자극, 줄여서 taVNS는 미주 신경의 귓바퀴 가지를 표적으로 하는 안전한 비침습적 자극 기술입니다. 침습적 자극의 대안으로 귀의 콘차에 전극을 배치하는 taVNS는 미주 구심성 섬유를 자극하여 여러 뇌 기능에 영향을 미칠 수 있습니다. 여러 연구에서 taVNS의 유망한 결과가 입증되었습니다.그러나 신경망과 자율 신경계에 미치는 영향을 조사하기 위한 기계론적 연구는 부족합니다. 따라서 이 임상시험에서는 건강 피험자의 taVNS를 평가하여 EEG 지표 및 심박수 변동성과 같은 잠재적인 바이오마커를 찾고 있습니다. 이 프로토콜을 통해 우리는 심혈관 사건의 가능성을 크게 증가시키지 않지만 미주 자극의 효과를 향상시키는 양측 자극을 제안하고 있습니다.taVNS는 무엇보다도 기분 장애와 만성 통증 질환을 해결하는 데 상당한 가능성을 가지고 있습니다. 이 연구는 심리적 과정에 대한 taVNS의 안전성, 타당성 및 일반적인 효과에 대한 통찰력을 제공하여 taVNS가 신경 생리학적 메커니즘에 미치는 영향에 대한 기본 이해를 확립하고 기술의 잠재적 치료 가치에 대한 확신을 촉진합니다. taVNS에 대한 반응과 관련된 변수를 이해하면 이 중재의 효과를 극대화하기 위한 향후 임상시험을 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다.이를 바탕으로 우리의 연구는 특정 신경 경로를 표적으로 삼고 다양한 상태를 치료하기 위해 taVNS를 최적화할 수 있는 방법에 중점을 둘 것입니다.

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

Understanding the Effects of Non&#45;Invasive Transauricular Vagus Nerve Stimulation on EEG and HRV

1.5K 조회수.  Spaulding Rehabilitation Hospital and Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School. 경귓바퀴 미주 신경 자극, 줄여서 taVNS는 미주 신경의 귓바퀴 가지를 표적으로 하는 안전한 비침습적 자극 기술입니다. 침습적 자극의 대안으로 귀의 콘차에 전극을 배치하는 taVNS는 미주 구심성 섬유를 자극하여 여러 뇌 기능에 영향을 미칠 수 있습니다. 여러 연구에서 taVNS의 유망한 결과가 입증되었습니다.그러나 신경망과 자율 신경계에 미치는 영향을 조사하기 위한 ...

비디오: 저자 스포트라이트: 경귓바퀴 미주 신경 자극의 효과 탐구

Several studies have demonstrated promising results of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) in treating various disorders; however, no mechanistic studies have investigated this technique's neural network and autonomic nervous system effects. This study aims to describe how taVNS can affect EEG metrics, HRV, and pain levels. Healthy subjects were randomly allocated into two groups: the active taVNS group and the sham taVNS group. Electroencephalography (EEG) and Heart Rate Variability (HRV) were recorded at baseline, 30 min, and after 60 min of 30 Hz, 200-250 &#181;s taVNS, or sham stimulation, and the differences between the metrics were calculated. Regarding vagal projections, some studies have demonstrated the role of the vagus nerve in modulating brain activity, the autonomic system, and pain pathways. However, more data is still needed to understand the mechanisms of taVNS on these systems. In this context, this study presents methods to provide data for a deeper discussion about the physiological impacts of this technique, which can help future therapeutic investigations in various conditions.

This protocol provides information on how to apply transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) in a clinical trial, including potential biomarkers such as EEG metrics and heart rate variability (HRV) to measure the effect of this treatment on the autonomic nervous system.