Name: laboratory administration of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (tavns): technique, targeting, and considerations
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00
Duration: 6 min 31 s
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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.

Questo protocollo sperimentale illustra un tipico taVNS di set-up per l'uso in un laboratorio o clinica di impostazione in cui noi target stimolante la parete anteriore del condotto uditivo (trago) in una postura supina con 8mm di diametro rotondo elettrodo metallico. Questi metodi possono essere imitati per siti alternativi di trattamento attivo semplicemente cambiando la posizione degli elettrodi alla concha cymba. Tutti i metodi e le procedure sono state IRB approvato da umana ricerca protezione programma (HRPP) al City College di New York.
1. materiali
<ol><li>Garantire che tutti i materiali necessari per l'amministrazione taVNS sono preparati (Figura 3). Lo stimolatore di taVNS può essere sia una batteria guidato dispositivo che soddisfa le norme di sicurezza locali o alimentato da una presa elettrica convenzionale con meccanismi di sicurezza incorporato che prevenire scariche elettriche indesiderate. Uno stimolatore di (corrente controllata) corrente costante con una potenza massima di 5 mA è necessaria.</li>
	<li>Per taVNS, elettrodi di stimolazione uso fatti di un metallo conduttivo rotondo (stagno, Ag/AgCl, oro) combinato con un mezzo conduttivo come elettrolita gel o pasta conduttiva (Vedi tabella dei materiali). In alternativa, utilizzare elettrodi conduttivi fatti con elettrodi di carbonio conduttivo flessibile e gel conduttivo che può essere o non essere adesivo. Mai posizionare gli elettrodi direttamente sulla pelle senza un mezzo conduttivo, come questo può presentare rischi inutili per il partecipante e può causare disagio o dolore.</li>
	<li>Uso del computer che esegue il software script (Vedi Tabella materiali) che è programmato e utilizzato per controllare lo stimolatore e avviare la stimolazione con parametri specifici. Questi parametri includono intensità di corrente (mA), larghezza di impulso (μs), frequenza (Hz), ciclo di dovere (On/Off tempo, s), la durata della sessione (min).</li>
	<li>Utilizzare tamponi imbevuti di alcool preparazione (70% isopropilico) per preparare la superficie della pelle prima di applicare elettrodi all'orecchio. Questo rimuove oli di superficie dalla superficie della pelle e riduce la resistenza della pelle, assicurando la stimolazione viene consegnata a livelli di potenza sicuro.</li>
</ol>2. nell'orecchio di Targeting e preparazione di pelle
<ol><li>Utilizzare i seguenti criteri di inclusione generali per lo svolgimento di taVNS in ambito di ricerca: età 18 – 70, nessun dolore facciale o orecchio, nessun trauma recente dell'orecchio, senza protesi in metallo compresi pacemaker, non incinta.</li>
	<li>Negli esperimenti che coinvolgono partecipanti in buona salute in un ambiente di laboratorio, utilizzare i seguenti criteri di esclusione: storia personale o familiare di convulsioni, umore o disturbi cardiovascolari, dipendenza da alcool o uso di droghe illecite recente, su qualsiasi farmacologico agenti noti per aumentare il rischio di sequestro.</li>
	<li>Seduta del partecipante su un comodo letto o una sedia in posizione supina o altri rilassata con elevato di gambe e testa supportato.</li>
	<li>Ispezionare l'orecchio sinistro del partecipante. Assicurarsi non gioielli sono collegato e vengono rimossi tutti i make-up e lozione. Confermare che non ci sono controindicazioni dermo-affine al sito di stimolazione, compresi tagli, scottature, ferite aperte, lesioni.</li>
	<li>Trovare il target di stimolazione, monumentale dalla parete anteriore del canale uditivo esterno esternamente trovando il trago. La stimolazione sarà consegnata alla parte del condotto uditivo direttamente dietro il trago (Figura 4).</li>
	<li>Utilizzare un tampone di alcool preparazione per pulire delicatamente il sito di destinazione, sia internamente che esternamente, per diminuire la resistenza della pelle e aumentare la conduttanza.</li>
</ol>3. elettrodo preparazione e posizionamento
<ol><li>Se si utilizza riutilizzabili, ispezionare visivamente gli elettrodi per garantire pulito, esente da corrosione superficie è esposta. Assicurarsi che gli elettrodi siano disinfettati per evitare la diffusione di batteri tra i soggetti. Questo può essere fatto uso salviettine alcool o sterilizzazione per fregare gli elettrodi. Se utilizzando elettrodi monouso, passare al punto 3.2.</li>
	<li>Stendere un sottile strato di pasta conduttiva per la superficie dell'elettrodo. Questo distribuirà energia elettrica per il sito di stimolazione. Per un 8 mm rotondo diametro dell'elettrodo, è sufficiente una quantità pisello di Incolla. Spatolare la pasta utilizzando un applicatore di legno stretto a formare un sottile strato < 1 mm di pasta su entrambi gli elettrodi.</li>
	<li>Connettersi al dispositivo di stimolazione cavi per elettrodi mentre il dispositivo è spento e verificare la polarità degli elettrodi (rosso/positivo elettrodo: nero/negativo elettrodi, anodo: catodo). Questo è un dettaglio importante come targeting è polarità specifici — l'anodo (terminale rosso/positivo) è l'elettrodo posizionato all'interno del condotto uditivo e la parete anteriore del canale uditivo esterno di targeting. Il catodo (nero/negativo terminal) si trova sulla parte esterna dell'orecchio attaccato al trago. Per stimolazione sham, l'anodo è posto sul lato anteriore dell'orecchio.</li>
	<li>Agganciare l'elettrodo di primavera sul tragus con l'anodo entrare in contatto con la parete anteriore del canale uditivo esterno e il catodo contattando la parte anteriore al trago. Nota: Se lo svolgimento di stimolazione sham, clip l'elettrodo sul lobo dell'orecchio (controllo attivo). In alternativa, può essere recapitata sham stimolazione collegando clip di stimolazione al sito attivo e non consegna corrente elettrica (controllo passivo).</li>
	<li>Come soggetti si sentiranno la pressione degli elettrodi ritagliato in base al loro orecchio, garantire che questa pressione non è a disagio o disturbo al flusso sanguigno regionale come dimostrato dalla pelle pallida bianca clip sito o dolore fisico percepito dal soggetto. Dopo questo punto, determinare soglia percettiva (PT), che sarà descritto nel prossimo passaggio procedura.</li>
</ol>4. la determinazione della soglia percettiva (PT)
Nota: Soglia percettiva è un valore critico, utilizzato per determinare la potenza di stimolazione taVNS. Questo valore è definito come la quantità minima di energia elettrica necessaria a percepire lo stimolo elettrico sulla pelle descritto come una sensazione di puntura o formicolio.
<ol><li>Determinare il PT utilizzando una semplice step-up e step-down binaria ricerca parametrica. Prima di accendere lo stimolatore e impostare l'uscita su 3 mA. Consegnare un 1 secondo treno di taVNS stimolazione a larghezza di impulso desiderato (in genere 250 – 500 μs) e frequenza (25 Hz, può variare sulla base dell'applicazione).</li>
	<li>
Chiedere al soggetto se si sentivano la stimolazione. Sensazione generale risulta come un "solletico" o sensazione di "pizzicore".
	<ol>
<li>Se sì, girare giù intensità di stimolazione del 50% e ripetere il punto 4.2. Se NO, aumentare l'intensità di stimolazione del 50% e ripetere il punto 4.2.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Ripetere il processo descritto nelle risposte di fase 4.2 fino a un minimo di 4 di registrazione «Sì» in cui i 4th sì risposta deve venire dopo un NO. L'intensità (in mA) del PT saranno il valore al quale il soggetto dice loro quarto Sì rispondere a.</li>
	<li>Uso l'individuazione di soglia esempio PT è elencato in tabella 1 per assistere nella determinazione del PT.</li>
</ol>5. Invia stimolazione
<ol><li>Una volta che il soggetto sia gli elettrodi di stimolazione confortevole con collegato correttamente al target desiderato e la soglia percettiva determinata a larghezza di impulso desiderato e frequenza, iniziare la stimolazione.</li>
	<li>
Uso un computer che esegue un impulso generando GUI (ad es., stimDesigner, freeware incluso con questo manoscritto) collegato a un'unità di acquisizione dati (DAQ) in unità del sistema di stimolazione. Il software deve generare impulsi TTL come impostazioni programmabili (Figura 5). Gli impulsi TTL che riceverete tramite un cavo BNC per il porto di "trigger" stimolatore. Questa interfaccia di software/stimolatore di interfaccia consente la modulazione di frequenza, duty cycle (tempo) on/off e la durata della sessione (Figura 6). La GUI utilizzata è attaccato come una risorsa gratuita, open-source con questo manoscritto.
	<ol>
<li>Garantire che la stimolazione viene consegnata a livelli Super-soglia, ad esempio 200% di PT8,9. Ad esempio, se il PT è stato determinato per essere 0,8 mA, stimolazione sarà consegnata a 1,6 mA.</li>
		<li>Assicurarsi che le linee guida per cicli di lavoro sono seguite lo svolgimento di lunghe sessioni di stimolazione. Cicli di lavoro tipici hanno 30 – 60 s "su" periodi e 60 – 120 s "i" periodi o cicli di lavoro di 20 – 50%.</li>
		<li>Variare la lunghezza della seduta di elettrostimolazione (tempo totale). Gli studi suggeriscono che le sessioni di stimolazione di 30-60 min a un 25% duty cycle è sicuro e privo di effetti collaterali acuti o eventi avversi. Queste sessioni possono essere ripetute con 12 – 24 h tra le sessioni in modo sicuro. Nota: taVNS sicurezza è chiaro per lunghi periodi di sedute di stimolazione, cicli di lavoro più grandi percentuale (> 40%), accelerata paradigmi e le dosi elevate correnti di stimolazione.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. dopo taVNS
<ol><li>Al termine della stimolazione, registrare dati oggettivi riguardanti il disagio di stimolazione ed effetti collaterali. Anche se taVNS, come impiantabili VNS, ha limitato sicurezza preoccupazioni8,28, sensazione di monitorare e registrare, disagio ed eventuali eventi avversi su un voto da 0 – 1029.</li>
	<li>Rimuovere l'elettrodo di stimolazione dall'orecchio e pasta conduttiva pulito residua dall'orecchio del soggetto utilizzando un tampone di alcool prep.</li>
	<li>Usare alcol per pulire e disinfettare l'elettrodo di stimolazione immediatamente dopo la rimozione dall'orecchio del soggetto.</li>
	<li>Ispezionare l'orecchio per arrossamento o irritazione al sito di stimolazione e registrare eventuali osservazioni.</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

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.

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.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:728px;" width="728">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:195px;">70% Isopropyl Alcohol Wipes</td>
			<td style="width:88px;">Any</td>
			<td style="width:88px;">N/A</td>
			<td style="width:357px;">Any alcohol preparation pads used for skin in appropriate.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:195px;">Constant Current Stimulator (Triggerable)</td>
			<td style="width:88px;">Soterix Medical</td>
			<td style="width:88px;">N/A</td>
			<td>Stimulator manufactured for custom use by Soterix Medical</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:195px;">Disposable Conductive Electrodes</td>
			<td style="width:88px;">Custom Built</td>
			<td style="width:88px;">N/A</td>
			<td>Stimulation electrodes are custom built at the City College Neural Engineering Lab (Badran/Bikson)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:195px;">Matlab Software w/ Stimulation GUI</td>
			<td style="width:88px;">MathWorks</td>
			<td style="width:88px;">N/A</td>
			<td>MATLAB used for programing pulse pattern</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:195px;">Ten20 Conductive Paste</td>
			<td style="width:88px;">Weaver and Company</td>
			<td style="width:88px;">N/A</td>
			<td>Conductive paste used for administration of stimulation</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

laboratory administration of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (tavns): technique, targeting, and considerations

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.

Quando la preparazione corretta della pelle è condotto, soglie percettive sono correlate inversamente con larghezza di impulso di stimolazione. Aumenta la larghezza di impulso, la soglia percettiva diminuisce (Figura 7). Iniziali studiano di questo gruppo di esplorare l'effetto di larghezza di impulso a PT in individui sani (soddisfano i criteri di inclusione/esclusione sopra elencati), ha stabilito che il totale combinato (n = 15, femmina, 7 media età 26,5 ± 4.99) PT a 100 μs = 3,92 ± 1.1 mA; 200 μs = 2,24 ± 0,74 mA; 500 μs = 1,24 ± 0.41 mA. Queste soglie suggeriscono che uno stimolatore di corrente costante con capacità di erogare fino a 5 mA di corrente è necessaria per la stimolazione di 500 parametri di larghezza impulso μs, ed è richiesto un minimo di uno stimolatore di 10mA per larghezze di impulso inferiore (tabella 2). Messa a punto della corrente è necessario, con incrementi di 0,1 mA sono necessari per una precisa stimolazione.
Invia stimolazione al 200% PT è tollerabile e relativamente indolore, come dimostrato da dolore numerical rating scale (NRS) scale9,30. La scala NRS è un sistema di rating per il dolore da 0-10 in cui individui riferire il dolore o disagio29. Sia attivo e Sham stimolazione valuta allo stesso modo i livelli di dolore basso (NRS < 3 per tutte le larghezze di impulso di stimolazione. Più specificamente, la larghezza di impulso biologicamente attiva di 500 μs consegnato a 25 Hz è segnalata in media per votare come attivo = 1,98 ± 0,83, Sham = 2.17 ± 1.27 (n = 25, 9 femmina, media età 25,16 ± anni 4,16) (tabella 3). Valutazioni di dolore per altri parametri sono no più dolorosi rispetto al parametro di 25 Hz e i dettagli possono essere trovati in lavoro anteriore30 gruppi.
Sicurezza e tollerabilità di 30 min per sessioni di 1 ora a un 20 – 50% duty cycle è stato ampiamente segnalato nella letteratura con alcuni studi offrendo più sessioni nella stessa giornata diffusione 12 – 15 h apart12,31. Eventi avversi non seri sono stati segnalati da 60 soggetti che partecipano a diverse serie di esperimenti con soggetti partecipanti da 1 a 8 ripetute visite diffusione un minimo di 24 ore di distanza.
taVNS, quando somministrato come riportato in questo manoscritto, è stato dimostrato che modulano il sistema nervoso autonomo, indurre i cambiamenti di attività funzionale del cervello come misurato da fMRI grassetto e pilotato per trattare i disordini neuropsichiatrici e aiutare nella riabilitazione .
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58984/58984fig1.jpg"> Figura 1 : Proiezioni efferenti del nervo vago e sezione trasversale. (A) proiezioni efferenti del nervo vago bersaglio ogni organo principale sul corpo con wide effetti su corporalmente funzionano (B) sezione del nervo vago, dimostrando l'interno anatomia del nervo come una serie di fasci di nervi tutti i contenuti all'interno di una via principale. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58984/58984fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58984/58984fig2.jpg"> Figura 2 : taVNS orecchio obiettivi. Il ABVN di targeting può essere realizzato stimolando la parete anteriore del canale uditivo esterno, monumentale in particolare dal trago (A1) o cymba conchae (A2). Sham stimolazione viene somministrata per il lobo dell'orecchio (S). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58984/58984fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58984/58984fig3.jpg"> Figura 3 : Componenti chiave. Il minimo richiesto per componenti per una corretta somministrazione di taVNS sono i seguenti (A) elettrodi di stimolazione dell'orecchio, gel conduttivo (B) e alcol prep Pad, (C) computer in grado di inviare e ricevere impulsi TTL ad una (D ) corrente costante stimolatore per innescare la stimolazione. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58984/58984fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58984/58984fig4.jpg"> Figura 4 : Esempio di configurazione. Questa foto mostra un singolo ricevente taVNS dell'orecchio sinistro mentre si è in grado di subire un paradigma sperimentale. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58984/58984fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58984/58984fig5.jpg"> Figura 5 : Screenshot della GUI utilizzato per la stimolazione. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58984/58984fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58984/58984fig6.jpg"> Figura 6 : Manipolazioni di forma d'onda di stimolazione elettrica. Corrente elettrica diretta onda quadra può essere consegnato a vari parametri. Questa figura viene illustrato proprietà chiave della forma d'onda che possono essere modificate al fine di conseguire gli effetti biologici desiderati. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58984/58984fig6large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58984/58984fig7.jpg"> Figura 7 : I valori di soglia percettiva ad aumentare la larghezza di impulso. Larghezza di impulso aumenta, diminuisce Soglia percettiva (PT). Individui più sani avrà un PT all'interno di 2 deviazioni standard (SD) di questi valori medi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58984/58984fig7large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Table 1" src="/files/ftp_upload/58984/58984table1.jpg"> Tabella 1: esempio di come determinare la soglia percettiva (PT). Questa tavola mostra una sequenza di esempio di Sì/No responses utilizzato per determinare in modo parametrico PT.
<img alt="Table 2" src="/files/ftp_upload/58984/58984table2.jpg"> Tabella 2: livelli di corrente di stimolazione. Valori di corrente in mA di stimolo (200% PT) per ogni larghezza di impulso (n = 15).
<img alt="Table 3" src="/files/ftp_upload/58984/58984table3.jpg"> Tabella 3: PT, corrente di stimolazione e dolore valori per i parametri di stimolazione suggerita. Valori di corrente in mA di stimolo (200% PT) per ogni larghezza di impulso (n = 25).
<img alt="Supplemental File Figure" src="/files/ftp_upload/58984/58984supfig1.jpg"> File supplementare: Freeware GUI utilizzata nel presente protocollo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58984/stimDesigner.zip" target="_blank">Per favore clicca qui per scaricare questo file.</a>

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Laboratory Administration of Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation taVNS: Technique, Targeting, and Considerations

Una descrizione metodologica della tecnica, potenziali bersagli e corretta amministrazione della stimolazione transcutanea nervo vago auricolare (taVNS) l'orecchio umano è descritto.

Laboratorio amministrazione dell'auricolare del nervo vago stimolazione transcutanea (taVNS): tecnica, Targeting e considerazioni

Non-invasive vagus nerve stimulation (VNS) may be administered via a novel, emerging neuromodulatory technique known as transcutaneous auricular vagus ...

Oggi stiamo dimostrando la stimolazione nervosa dell'oricolare transcutaneo di Las Vegas. Conosciuto anche in breve come TAVNS. TAVNS è un sostituto davvero promettente per la stimolazione nervosa convenzionale di Las Vegas impiantata cervicalmente, è una nuova forma di neuromodulazione davvero eccitante.Poiché TAVNS è sicuro e non invasivo, può estendere la sua portata a una vasta gamma di applicazioni neuropsichiatriche e di prestazioni umane. La procedura è piuttosto semplice, ma il software per fornire stimolazione e determinare la soglia percettiva richiede un'attenta considerazione. Stiamo fornendo il nostro software in modo che altri ricercatori non abbiano bisogno di reinventare la ruota.Come dimostrato in questo video, un protocollo e un'apparecchiatura adeguati sono parte integrante per risultati riproducibili. Inizia sedendo il partecipante in una posizione rilassata con le gambe sopraeleva e la testa sostenuta. Ispezionare l'orecchio sinistro del partecipante.Confermando che non sono attaccati gioielli, che tutto il trucco e la lozione vengono rimossi e che non ci sono indicazioni contrarie legate alla pelle nel sito di stimolazione. Trova la parete interna della terra esterna del condotto uditivo contrassegnata dal tragus per localizzare il bersaglio di stimolazione. Siti alternativi come il conchae Cymba possono essere esplorati come obiettivi attivi alternativi.Quindi utilizzare un tampone per la preparazione dell'alcol per strofinare delicatamente il sito di destinazione sia internamente che esternamente per ridurre la resistenza cutanea e aumentare la conduttanza. Prima di posizionare gli elettrodi ispezionare visivamente i materiali per confermare che una superficie pulita e priva di corrosione è esposta prima di disinfettare gli elettrodi per prevenire la diffusione di batteri tra i partecipanti. Successivamente, utilizzare uno stretto applicatore in legno per distribuire uno strato di pasta conduttiva inferiore a millimetro uniformemente sulla superficie di ogni elettrodo.E collegare i cavi dell'elettrodo al dispositivo di stimolazione in modalità off. Dopo aver verificato la polarità degli elettrodi, agganciare l'elettrodo a molla sul trago con l'anodo che contatta la parete interna del condotto uditivo esterno. E il catodo che contatta la regione interna del trago.Quindi conferma che il partecipante è a suo agio e che il flusso sanguigno regionale non è stato interrotto chiedendo al partecipante se sta bene. Per determinare la soglia percettiva accendere lo stimolatore e impostare l'output su tre milioni di ampere. Fornire un secondo treno di stimolazione nervosa dell'oricolare transcutanea di Las Vegas, o TAVNS, alla larghezza e alla frequenza dell'impulso sperimentale appropriate.Chiedi al partecipante se ha sentito la stimolazione. La sensazione è tipicamente riportata come un solletico o una sensazione pungente. Se la risposta è sì, abbassare l'intensità della stimolazione del 50% e ripetere la stimolazione.Ripetere la stimolazione fino a raggiungere un minimo di quattro risposte sì. Per la quale la quarta risposta sì arriva dopo un no. L'intensità della soglia percettiva è il valore al quale il partecipante dà il quarto sì.Una volta determinata la soglia percettiva, utilizzare un computer che esegue un'interfaccia utente grafica che genera impulsi collegata a un'unità di acquisizione dati per guidare il sistema di stimolazione. Il software dovrebbe aiutare a mettere la logica transistor-transistor o impulsi TTL come impostazioni programmabili. Impostare la stimolazione da fornire al 200% della soglia percettiva e impostare le linee guida per i cicli di servizio in base alle esigenze per condurre una lunga sessione di stimolazione.La durata del tempo totale della sessione di stimolazione deve essere variata da una sessione all'altra. Dopo la stimolazione, registrare i dati oggettivi riguardanti il disagio di stimolazione dei partecipanti e gli effetti collaterali su una scala da zero a dieci. Rimuovere gli elettrodi di stimolazione dall'orecchio dei partecipanti.E utilizzare un tampone per la preparazione dell'alcol per pulire la pasta conduttiva dei residui. Immediatamente dopo la rimozione disinfettare l'elettrodo di stimolazione con alcol e ispezionare l'orecchio per arrossamento o irritazione nel sito di stimolazione. Quando viene condotta una corretta preparazione della pelle, la soglia percettiva diminuisce con l'aumentare della larghezza dell'impulso.I primi studi che esplorano l'effetto della larghezza dell'impulso sulla soglia percettiva in individui sani hanno determinato che uno stimolatore di corrente costante con una capacità di erogare fino a cinque milliamp di corrente è necessario per una stimolazione di parametri di larghezza dell'impulso di 500 micro secondi. E che è necessario un minimo di uno stimolatore da dieci milliamp per larghezze di impulsi più basse. Inoltre, la larghezza dell'impulso biologicamente attiva di 500 micro secondi erogata a 25 Hz è riportata in media a una valutazione del dolore di circa due simile a quella riportata per le stimolazioni fittizie.TAVNS ha un ampio spazio di parametri ed è importante considerare parametri come la frequenza della larghezza dell'impulso e il duty cycle per ottimizzare i benefici comportamentali della tua particolare applicazione. Questo può diventare uno strumento ampiamente utilizzato in medicina e neuroscienze. Il nervo di Las Vegas è un complesso fascio di nervi con numerose risposte tonnibili.È possibile combinare TANVS con FRNI, EEG e altre registrazioni fisiologiche per misurare la periferica centrale o altri effetti della stimolazione.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Laboratory Administration of Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation (taVNS): Technique, Targeting, and Considerations

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