Name: simultaneous application of transcranial direct current stimulation during virtual reality exposure
Uploaded: 2021-01-18T13:00:00
Duration: 8 min 20 s
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Vorremmo ringraziare Sydney Brigido, Hannah Hallett, Emily Aiken, Victoria Larson, Margy Bowker, Christiana Faucher e Alexis Harle per il loro impegno dedicato a questo progetto. Questo lavoro è stato supportato da un Merit Award (I01 RX002450) dagli Stati Uniti (USA) Dipartimento degli affari dei veterani, servizio di ricerca e sviluppo della riabilitazione e il Centro per la neurorestorazione e la neurotecnologia (N2864-C) presso il Providence VA (VA Rehabilitation Research and Development Service). Le opinioni espresse in questo articolo sono quelle degli autori e non rappresentano le opinioni del Dipartimento degli affari dei veterani degli Stati Uniti o del governo degli Stati Uniti. Ringraziamo tutti i partecipanti.

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Il protocollo descritto sopra descrive l'applicazione simultanea di tDCS e VR, al contrario dell'applicazione seriale di entrambe le tecniche. Rispetto ai metodi esistenti, l'applicazione simultanea di tDCS con VR è importante. Mentre la VR fornisce un ambiente contestualmente ricco e immersivo per l'elaborazione legata alla paura, la stimolazione sottosoglia fornita dalla tDCS consente i modulati dell'attivazione neurale intrinseca associata a questa elaborazione correlata alla paura. Ci sono molteplici passaggi critici in questo protocollo che possono essere suddivisi in quelli relativi all'implementazione di tDCS + VR e quelli relativi all'acquisizione di dati psicofisiologici per le analisi. Per quanto riguarda tDCS + VR, è di fondamentale importanza garantire la corretta randomizzazione e l'applicazione simultanea di tDCS durante l'intera sessione VR. Un altro membro dello staff in cieco può eseguire un'ulteriore conferma della randomizzazione.
Per quanto riguarda la garanzia di tDCS + VR simultanei, due aspetti sono importanti; 1) l'impedenza raggiunta durante la configurazione tDCS e 2) l'avvio del dispositivo tDCS in prossimità dell'avvio della VR. Quest'ultimo problema è relativamente semplice e dovrebbe garantire che tDCS venga applicato continuamente durante la presentazione VR pur rimanendo ben entro i limiti di sicurezza di tDCS quando viene applicata un'intensità di 2 mA su una durata di 25 minuti20. Per quanto riguarda l'impedenza, è auspicabile una bassa impedenza. Sapere se si ottiene un'adeguata impedenza o qualità del contatto dipende dal dispositivo tDCS utilizzato. Alcuni dispositivi mostreranno l'impedenza in Ohm, dove più basso è meglio, mentre altri dispositivi utilizzano una scala di visualizzazione a 10 o 20 punti che rappresenta la qualità del contatto, dove più alto è meglio. Indipendentemente dal dispositivo specifico, l'uso della normale soluzione salina allo 0,9% di NaCl, al contrario della normale acqua del rubinetto per inumidire le spugne dell'elettrodo, migliora l'impedenza35. L'uso di acqua di rubinetto regolare dovrebbe essere ulteriormente evitato perché associato al verificarsi di piccole lesioni cutanee35,36, uno dei più gravi possibili effetti collaterali della tDCS. Le lesioni cutanee possono verificarsi anche se la pelle sotto gli elettrodi è vigorosamente abrasa prima della tDCS37 o se viene utilizzato un gel conduttivo, che può seccare35,38e quindi dovrebbe anche essere evitato. Infine, un'elevata impedenza prima dell'avvio di tDCS può comportare il raggiungimento o il superamento dei parametri di sicurezza prescritti del dispositivo, che attiveranno il dispositivo per arrestare l'amministrazione VR intermedia. Sebbene sia importante inumidire sufficientemente le spugne degli elettrodi per garantire un'adeguata impedenza, questo dovrebbe essere bilanciato non immergendo eccessivamente gli elettrodi, in quanto ciò potrebbe causare perdite o gocciolamenti di soluzione salina quando viene posizionato il visore VR. La perdita di soluzione salina può consentire alla corrente elettrica di "diffondersi" su un'area più ampia con conseguente densità di corrente inferiore, ma sconosciuta39, che dipende dall'intensità tDCS (in mA) e dalla dimensione degli elettrodi (in cm2). Allo stesso modo, è importante che il display montato sulla testa VR non tocchi fisicamente le spugne / elettrodi per evitare l'interruzione del flusso di corrente e lo spostamento degli elettrodi mentre i partecipanti muovono la testa.
In questo protocollo, la conduttanza cutanea è considerata una misura di esito primario. La conduttanza cutanea è una misura psicofisiologica dell'attività del sistema nervoso simpatico40. I fattori tipici associati all'acquisizione della conduttanza cutanea, come gli effetti della temperatura e dell'umidità ambientale, l'invecchiamento, lo stato di fumo, l'uso di caffeina e l'uso di farmaci con effetti anticolinergici41, dovranno essere considerati, ma non possono sempre essere eliminati. Ad esempio, è possibile chiedere ai partecipanti di astenersi dall'uso di prodotti contenenti caffeina prima delle sessioni di VR, ma non è etico chiedere loro di interrompere i farmaci antidepressivi. Inoltre, per ragioni che non sono sempre chiare, una parte degli individui dimostra livelli di conduttanza cutanea molto bassi o non misurabili e/o risposte di conduttanza cutanea, evidenziate nella Figura 4. È quindi importante registrare una dimensione del campione sufficiente a tollerare la perdita o l'assenza di dati. Specifico per l'implementazione di questo protocollo, va anche menzionato che i marcatori di eventi sono attualmente inseriti manualmente durante l'acquisizione dei dati psicofisiologici. Sebbene questa sia una limitazione, non è raro nei sistemi ospedalieri che un computer gestito non ospedaliero, in questo caso il computer che esegue l'ambiente VR, non possa essere collegato alla rete informatica ospedaliera crittografata. Ciò significa che non è possibile che il computer che esegue l'ambiente VR invii segnali(ad esempio attraverso un impulso TTL) al computer di acquisizione dati psicofisiologici che si trova sulla rete ospedaliera. Anche se meno elegante, una soluzione è quella di avere due membri del team di ricerca presenti durante ogni sessione VR; uno che controlla la somministrazione vr e uno che inserisce manualmente i marcatori di eventi al tracciamento psicofisiologico, come si può vedere nella parte superiore di ogni figura (vedi Figura 1, Figura 2, Figura 3 e Figura 4). Tuttavia, questo non affronta la presenza di una leggera differenza di tempo, meno di mezzo secondo, da quando gli eventi VR vengono avviati dal controller VR e inserendo il marcatore di eventi dalla seconda persona. Studi futuri potrebbero voler mitigare questo in modo che i marcatori di eventi possano essere registrati automaticamente. Tuttavia, la presenza di un secondo membro del team di ricerca – diverso dalla persona che gestisce l'ambiente VR – che può osservare il partecipante durante le sessioni è altamente raccomandata. Ci si dovrebbe aspettare che alcuni partecipanti possano avere forti reazioni emotive durante lo studio o sperimentare effetti collaterali correlati alla malattia informatica. La capacità del team di ricerca di rispondere rapidamente a queste situazioni garantisce la migliore assistenza possibile.
In sintesi, questo protocollo utilizza tDCS simultaneo durante la realtà virtuale per aumentare l'abitazione in scenari legati al trauma. Il vantaggio principale di questo approccio è l'uso di un contesto immersivo correlato al trauma e l'applicazione di una tecnica di stimolazione cerebrale non invasiva durante un processo cognitivo clinicamente rilevante, invece di fare entrambi consecutivamente. Mentre il protocollo qui descritto utilizza l'applicazione in ufficio in un campione veterano con PTSD, questo approccio di stimolazione cerebrale simultanea non invasiva e realtà virtuale può tradursi in altri disturbi basati sulla paura e sull'ansia, nonché applicazioni a casa di approcci basati sull'esposizione.

Il disturbo da stress post-traumatico (PTSD) è una condizione cronica e invalidante che è particolarmente diffusa tra i veterani. Nonostante la sua prevalenza e l'impatto devastante, molti che ricevono una psicoterapia basata sull'evidenza per PTSD hanno sintomi residui significativi1. L'applicazione sinergica della stimolazione cerebrale non invasiva insieme ai principi di psicoterapia focalizzati sul PTSD rappresenta un'opportunità per migliorare i guadagni terapeutici e ridurre gli oneri correlati al PTSD.
Una componente fondamentale del PTSD è l'incapacità di inibire una risposta di paura disadattiva2,3. L'attività patologicamente elevata nell'amigdala e nella corteccia cingolata anteriore dorsale, regioni che facilitano la risposta alla paura, è stata costantemente riportata nel PTSD. Questo è insieme alla ridotta attività nella corteccia prefrontale ventromediale (VMPFC), una regione che si pensa regoli la risposta alla paura3,4,5,6,7. Di conseguenza, l'aumento dell'attività endogena di VMPFC durante l'elaborazione di stimoli che inducono paura può essere un metodo promettente per migliorare l'inibizione della paura e l'efficacia dei trattamenti basati sull'esposizione.
Le psicoterapie basate sull'esposizione, un trattamento di prima linea per il PTSD, mirano a facilitare l'apprendimento correttivo insegnando ai pazienti che l'esperienza pericolosa (cioè la causa del loro PTSD) non è più presente o minacciosa nel loro ambiente attuale8,9. L'impegno emotivo nella terapia PTSD è una componente cruciale del successo10, ma è ostacolato dai pazienti che vogliono evitare di provare emozioni angoscianti e la presenza di disturbi psichiatrici comorbidi. Un approccio accattivante per massimizzare e tenere traccia del coinvolgimento emotivo durante le sessioni è l'utilizzo di ambienti di realtà virtuale (VR) immersivi e contestualmente rilevanti11,12. L'implementazione della VR è supportata da dati precedenti che indicano che la VR potrebbe generare tassi di efficacia paragonabili a quelli osservati con interventi cognitivo-comportamentali standard11, 13,14. La realtà virtuale ha l'ulteriore vantaggio di fornire un ambiente standardizzato per lo sviluppo di trattamenti per test di ipotesi specifiche.
L'ambiente VR consente inoltre l'integrazione di metodi di stimolazione cerebrale non invasivi aggiuntivi, come la stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS). tDCS altera l'eccitabilità corticale attraverso la modulazione sottosoglia dei potenziali di membrana a riposo neuronale utilizzando una corrente elettrica costante debole (tipicamente 1 – 2 mA)15. La stimolazione viene in genere fornita in un periodo di 20 - 30 minuti. Gli effetti della tDCS dipendono dalla polarità attuale. Sebbene sia una semplificazione eccessiva, in teoria, il flusso di corrente positiva (cioè la stimolazione anodale) aumenta la probabilità di depolarizzazione neuronale, mentre il flusso di corrente negativo (cioè la stimolazione catodale) diminuisce la probabilità di potenziali d'azione neuronali16,17. Come tale, tDCS pronta il cervello per le successive risposte a stimoli esterni per facilitare l'apprendimento e la memoria18.
tDCS ha un profilo di sicurezza favorevole come tecnica a basso rischio che è ben tollerata e associata a effetti collaterali minimi19,20. tDCS è anche poco costoso; I dispositivi tDCS costano circa $ 9.000 rispetto a > $ 70K per i metodi di stimolazione cerebrale non invasiva clinicamente disponibili, come la stimolazione magnetica transcranica. I dispositivi tDCS sono anche portatili, in quanto sono alimentati a batteria, invece di aver bisogno di un circuito elettrico dedicato. Questa portabilità consente l'uso in qualsiasi ufficio o stanza, anche a casa. Questi fattori consentono di utilizzare tDCS in combinazione con interventi terapeutici tra cui VR e modelli esistenti di trattamento PTSD. L'uso flessibile può essere particolarmente importante nel nuovo panorama che fornisce assistenza psichiatrica e stimolazione cerebrale non invasiva nel mondo post-COVID19.
Il protocollo descritto di seguito è progettato per integrare tDCS durante la somministrazione VR (tDCS + VR) in individui con PTSD correlato alla zona di guerra al fine di aumentare l'assuefazione ansiosa. Le sessioni VR consentono di standardizzare l'esposizione a eventi legati al trauma tra i partecipanti per garantire un contenuto coerente per questa assuefazione. I partecipanti si sottopongono a sei sessioni di tDCS + VR nel corso di due o tre settimane, con ogni sessione composta da tre drive-through VR identici. Sei sessioni sono state selezionate per approssimare la durata della VR in Rothbaum et al.14 e Difede & Hoffman21. Questo numero di sessioni ha mostrato efficacia in studi di trattamento tipici non VR(ad esempio Bryant et al.22)ed è stato ulteriormente informato dai dati di fattibilità del precedente studio pilota23. Durante ogni sessione, viene misurata la psicofisiologia (cioè la conduttanza cutanea). Ciò consente di testare all'interno e tra i cambiamenti di sessione nell'ipereccitazione agli eventi di realtà virtuale e gli effetti aggiuntivi della tDCS. L'intensità tDCS è impostata su 2 mA e viene erogata attraverso uno stimolatore a batteria ricaricabile incorporato che fornisce una corrente continua costante utilizzando un elettrodo unilaterale 1 (anodo) x 1 (catodo). Ogni elettrodo è posto in una tasca di spugna riutilizzabile 3 x 3 cm (densità di corrente2,22A/m 2) satura di soluzione salina normale allo 0,9%. Le spugne con elettrodi sono attaccate al cranio del partecipante utilizzando un archetto di gomma con l'anodo posto sulle regioni Fp1 e AF3 e il catodo sopra PO8 del sistema di coordinazione degli elettrodi EEG 10 – 20 al fine di indirizzare la corteccia prefrontale ventromediale impedendo la stimolazione catodale sulla corteccia prefrontale. Simili montaggi di elettrodi, mirati a colpire il VMPFC, sono stati utilizzati per modulare l'estinzione delle risposte di paura condizionate dal nostro laboratorio24,25 e altri26. Il visore per la realtà virtuale è posizionato sopra il montaggio tDCS in modo tale da evitare interferenze con gli elettrodi tDCS. tDCS dovrebbe iniziare durante l'avvio di VR23 e continuare per tutto il tempo. I partecipanti tornano per visite di valutazione post-trattamento di 1 e 3 mesi per valutare gli effetti a lungo termine di tDCS + VR sui cambiamenti nei sintomi di PTSD, depressione, ansia e rabbia, nonché miglioramenti nel sonno e nella qualità della vita. Le ipotesi da testare sono 1A) la previsione che tDCS + VR attivo, rispetto a sham + VR, si traduce in un maggiore cambiamento sui sintomi del PTSD e sulla qualità della vita / funzione sociale alla fine del trattamento, e 1B) cambiamento sostenuto a 1 e 3 mesi dopo il trattamento e 2) che il cambiamento nelle risposte psicofisiologiche, che riflette l'assuefazione, si riferisce ai cambiamenti nei sintomi del PTSD e nella qualità della vita / funzionamento in modo diverso dopo tDCS + VR attivo rispetto a sham + VR. Questa sperimentazione clinica è registrata con ClinicalTrials.gov Identificatore: NCT03372460.

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	<tbody>
		<tr>
			<td>ECG data acquisition module</td>
			<td>Biopac</td>
			<td>Part #: ECG100C</td>
			<td>ECG100C Electrocardiogram Amplifier records electrical activity generated by the heart to record ECG.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ECG electrode patches</td>
			<td>Biopac</td>
			<td>Part #:&#160;EL503, EL503-10</td>
			<td>These pre-gelled disposable electrodes have a circular contact and are most suitable for short-term recordings, including surface EMG, ECG, EOG, etc</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ECG leads</td>
			<td>Biopac</td>
			<td>2 x Part #: LEAD110</td>
			<td>These electrode leads are used with the EL500 series disposable snap electrodes.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDA/GSR acquisition module</td>
			<td>Biopac</td>
			<td>Part #:&#160;EDA100C</td>
			<td>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.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDA/GSR electrode patches</td>
			<td>Biopac</td>
			<td>Part #:&#160;EL507, EL507-10</td>
			<td>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.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDA/GSR leads</td>
			<td>Biopac</td>
			<td>2 x Part #:&#160;LEAD110, LEAD110A, LEAD110S-R, LEAD110S-W</td>
			<td>These electrode leads are used with the EL500 series disposable snap electrodes.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HD/tDCS-Explore Neurotargeting Software</td>
			<td>Soterix Medical</td>
			<td>Contact Soterix Medical</td>
			<td>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.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Psychophysiology (ECG &#38; EDA/GSR) analysis software</td>
			<td>Biopac</td>
			<td>Part #:&#160;ACK100W, ACK100M</td>
			<td>Biopac AcqKnowledge software data acquisition and analysis software allows for waveform analysis and instantly view, measure, analyze, and transform data.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Psychophysiology measuring equipment for ECG and EDA/GSR</td>
			<td>Biopac</td>
			<td>Part #:&#160;MP160WSW, MP160WS</td>
			<td>MP160 data acquisition system; needs connected EDA/GSR and ECG modules ordered separately, see next two entries.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Randomization and data capture software</td>
			<td>Redcap</td>
			<td>https://www.project-redcap.org/</td>
			<td>REDCap software and consortium support&#160;are available at no charge&#160;to non-profit organizations that join the REDCap consortium. Joining requires submission of a standard, online license agreement.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline - 0.9% NaCi</td>
			<td>e.g Vitality Medical</td>
			<td>e.g. #37-6280</td>
			<td>Regular saline can be purchased from different vendors.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tDCS electrodes and sponges</td>
			<td>Jali Medical (USA)</td>
			<td>Contact Jali Medical</td>
			<td>tDCS electrodes and sponges sold separately - contact vendor to order correct size (e.g. 5x5 cm)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transcranial direct current stimulator (tDCS)</td>
			<td>Jali Medical (USA)</td>
			<td>Contact Jali Medical</td>
			<td>The neuroConn DC-STIMULATOR PLUS* is a single-channel programmable direct and alternating Current Stimulator.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Virtual reality system</td>
			<td>Virtually Better</td>
			<td>Contact Virtually better</td>
			<td>PTSD Suite from Virtually better &#34;Bravemind&#34; is an application for clinicians specializing in treating Posttraumatic Stress Disorder (PTSD).</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

simultaneous application of transcranial direct current stimulation during virtual reality exposure

La stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS) è una forma di stimolazione cerebrale non invasiva che cambia la probabilità di attivazione neuronale attraverso la modulazione delle membrane neurali a riposo. Rispetto ad altre tecniche, la tDCS è relativamente sicura, economica e può essere somministrata mentre gli individui sono impegnati in processi cognitivi controllati e specifici. Quest'ultimo punto è importante in quanto la tDCS può influenzare prevalentemente le regioni neurali intrinsecamente attive. Nel tentativo di testare la tDCS come potenziale trattamento per la malattia psichiatrica, il protocollo qui descritto delinea una nuova procedura che consente l'applicazione simultanea di tDCS durante l'esposizione a segnali legati al trauma utilizzando la realtà virtuale (tDCS + VR) per i veterani con disturbo da stress post-traumatico (NCT03372460). In questo protocollo in doppio cieco, ai partecipanti viene assegnato di ricevere 2 mA tDCS, o stimolazione fittizia, per 25 minuti mentre guardano passivamente tre unità di realtà virtuale standardizzate di 8 minuti attraverso l'Iraq o l'Afghanistan, con eventi di realtà virtuale che aumentano di intensità durante ogni unità. I partecipanti si sottopongono a sei sessioni di tDCS + VR nel corso di 2-3 settimane e la psicofisiologia (reattività della conduttanza cutanea) viene misurata durante ogni sessione. Ciò consente di testare all'interno e tra i cambiamenti di sessione nell'ipereccitazione agli eventi di realtà virtuale e gli effetti aggiuntivi della tDCS. La stimolazione viene erogata attraverso un dispositivo tDCS ricaricabile a batteria integrato che utilizza una configurazione unilaterale dell'elettrodo 1 (anodo) x 1 (catodo). Ogni elettrodo è posto in una tasca di spugna riutilizzabile 3 x 3 cm (densità di corrente2,22A/m 2) satura di soluzione salina normale allo 0,9%. Le spugne con elettrodi sono attaccate al cranio del partecipante usando una fascia di gomma con gli elettrodi posizionati in modo tale da colpire le regioni all'interno della corteccia prefrontale ventromediale. L'auricolare per la realtà virtuale viene posizionato sopra il montaggio tDCS in modo tale da evitare interferenze con l'elettrodo.

I risultati rappresentativi qui presentati riflettono i singoli dati psicofisiologici di quattro partecipanti che hanno completato il protocollo sopra delineato. I partecipanti arruolati sono veterani con una diagnosi di PTSD e, in linea con i criteri di inclusione dello studio, hanno un'età compresa tra 18 e 70 anni. Dato che questo è uno studio randomizzato in doppio cieco e controllato in doppio cieco (NCT03372460), non è possibile presentare dati relativi all'efficacia della tDCS attiva rispetto a sham. Pertanto, vengono presentati i singoli dati di conduttanza cutanea grezzi, non elaborati, raccolti come parte di questo studio clinico in corso. Ciò fornirà informazioni preliminari su ciò che ci si potrebbe aspettare, compresi gli ostacoli nella raccolta di dati psicofisiologici e in particolare le registrazioni della conduttanza cutanea. I dati su dodici veterani con PTSD correlato alla zona di guerra che utilizzano il protocollo di cui sopra come parte di uno studio pilota separato sono stati precedentemente pubblicati23.
Sulla base dell'ispezione visiva delle tracce di conduttanza cutanea, il partecipante A (Figura 1) sembra mostrare segni di assuefazione tra una sessione e l'altra dalla prima sessione VR al punto medio del protocollo, durante la terza sessione VR, fino all'ultima, sesta sessione VR.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61795/61795fig01.jpg"> Figura 1: Esempio di tracciamento dei dati grezzi sulla conduttanza cutanea dal partecipante A. La Figura 1 mostra schermate dei dati grezzi sulla conduttanza cutanea ottenuti durante la sessione VR 1 (in alto), la sessione VR 3 (al centro) e la sessione VR 6 (in basso). Le riduzioni della reattività della conduttanza cutanea indicano l'assuefazione tra una sessione e l'altra. Le sessioni VR 2, 4 e 5 non sono raffigurate per consentire un migliore confronto visivo dei tracciati della conduttanza cutanea. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61795/61795fig01large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
L'ispezione visiva del tracciamento della conduttanza cutanea grezza del partecipante B (Figura 2) sembra indicare l'assuefazione all'interno della sessione quando si confronta il primo drive-through (quadrato rosso) con il terzo drive-through (quadrato verde). Studi precedenti suggeriscono che, sebbene l'assuefazione all'interno della sessione sia importante, l'assuefazione tra una sessione e l'altra può essere un migliore predittore del successo del trattamento basato sull'esposizione prolungata per PTSD33,34.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61795/61795fig02.jpg"> Figura 2: Esempio di tracciamento dei dati grezzi sulla conduttanza cutanea dal partecipante B. La Figura 2 mostra schermate dei dati grezzi sulla conduttanza cutanea ottenuti durante la prima unità (quadrato rosso) e la terza unità (quadrato verde) di una sessione VR. I dati rappresentati in questa figura possono indicare l'assuefazione all'interno della sessione dal primo drive-through al terzo drive-through. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61795/61795fig02large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
L'ispezione visiva dei dati grezzi sulla conduttanza cutanea del partecipante C (Figura 3) sembra mostrare un profilo di assuefazione meno netto rispetto al partecipante A (Figura 1), questo partecipante dimostra tuttavia sia l'assuefazione tra sessione che all'interno della sessione. Inoltre, e simile al partecipante A, il livello di conduttanza cutanea è numericamente più alto durante la prima sessione VR rispetto alle restanti cinque sessioni.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61795/61795fig03.jpg"> Figura 3: Esempio di tracciamento dei dati grezzi sulla conduttanza cutanea dal partecipante C. La Figura 3 mostra gli screenshot dei dati di conduttanza della pelle grezzi del partecipante C per le sessioni VR da 1 a 6 ordinati dall'alto verso il basso. Il partecipante C sembra dimostrare sia l'abitudine tra sessione che all'interno della sessione. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61795/61795fig03large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
I dati grezzi sulla conduttanza cutanea del partecipante D (Figura 4) dimostrano un livello di conduttanza cutanea che può essere considerato troppo basso per analisi adeguate con l'assenza di risposte di conduttanza cutanea visivamente rilevabili. In quanto tali, questi dati rappresentano un errore di raccolta dei dati. Sebbene i dati grezzi rivelino anche la presenza di artefatti e la perdita di segnale dell'elettrodo, i livelli di conduttanza cutanea persistentemente bassi e l'assenza di risposte di conduttanza cutanea visivamente rilevabili in tutte e sei le sessioni VR sono evidenti per questo individuo.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61795/61795fig04.jpg"> Figura 4: Esempio di tracciamento dei dati grezzi sulla conduttanza cutanea dal partecipante D. La Figura 4 mostra gli screenshot dei dati grezzi sulla conduttanza cutanea del partecipante D durante le sessioni VR da 1 a 6, ordinati dall'alto verso il basso, dimostrando livelli e risposte di conduttanza cutanea non misurabili, nonché artefatti (ovali blu) e perdita di segnale dell'elettrodo EDA (quadrato verde). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61795/61795fig04large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>

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Simultaneous Application of Transcranial Direct Current Stimulation during Virtual Reality Exposure

Questo manoscritto delinea un nuovo protocollo per consentire l'applicazione simultanea della stimolazione transcranica a corrente continua durante l'esposizione a segnali legati al trauma della zona di guerra utilizzando la realtà virtuale per i veterani con disturbo da stress post-traumatico.

Applicazione simultanea della stimolazione transcranica a corrente continua durante l'esposizione alla realtà virtuale

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a form of non-invasive brain stimulation that changes the likelihood of neuronal firing through ...

La combinazione di stimolazione cerebrale non invasiva con la realtà virtuale presenta un nuovo approccio per aumentare l'apprendimento emotivo e l'assuefazione per le persone che cercano un trattamento per lo stress post-traumatico e l'ansia. Questo è un approccio altamente immersivo ma portatile radicato nelle neuroscienze. La tecnica potrebbe essere terapeuticamente efficace e può essere adattata al singolo paziente.Questo metodo non invasivo può aiutare i pazienti con stress post-traumatico a imparare che le situazioni precedentemente ansiogene possono essere sicure. A dimostrare la procedura sarà Sydney Brigido, un assistente di ricerca del mio laboratorio. Sydney assisterà con le varie fasi del protocollo.Per preparare un partecipante alla stimolazione transcranica a corrente continua, dopo aver posizionato la cinghia della testa sul partecipante, stare dietro il partecipante per stabilire la posizione per l'elettrodo catodico utilizzando il 10% della circonferenza della testa precedentemente calcolato e misurare questa distanza dall'inione della testa a destra. Posizionare l'elettrodo catodale in base alle misurazioni in modo tale che si trova approssimativamente dietro l'orecchio destro sul processo mastoideo. Per stabilire la posizione per l'elettrodo anodale, misurare il 10% della circonferenza della testa precedentemente calcolato dal nasione in su e il 5% della circonferenza della testa precedentemente calcolato a destra.Posizionare l'elettrodo anodale e verificare che l'anodo tocchi le posizioni AF3FP1 dell'elettrodo EEG da 10 a 20. Quando gli elettrodi sono stati posizionati, accendere il dispositivo tDCS e collegare gli elettrodi. Per caricare l'impostazione A, premere il pulsante in alto a destra per uscire dalla modalità di studio e utilizzare i pulsanti superiore e inferiore sinistro per inserire il codice master del dispositivo.Fare clic su OK e assicurarsi che la freccia punti al trigger. Utilizzare il pulsante in alto a destra per spostarsi tra le impostazioni fino a quando non viene visualizzata l'impostazione di caricamento. Utilizzare le frecce a sinistra per scorrere la freccia fino alla parte inferiore dello schermo utilizzando la freccia in alto a destra per tornare all'impostazione A e fare clic sulla freccia in alto a sinistra per caricare l'impostazione A.Premere insieme i pulsanti in alto a destra e in basso a sinistra per verificare l'impedenza per confermare che vi sia un contatto adeguato tra gli elettrodi tDCS e il cranio del partecipante.Avviare la stimolazione e registrare l'impedenza prima, durante e dopo la stimolazione. Al termine della stimolazione, rimuovere gli elettrodi dal dispositivo prima di spegnere il dispositivo. Posizionare due cerotti autoadesivi per elettroderodi ad attività elettrodermica monouso sulla regione thenar della mano non dominante del partecipante e aprire il software di acquisizione dei dati di risposta galvanica della pelle ad attività elettrodermica.Aprire il modello di acquisizione dati generato in precedenza e fare clic su Crea record per creare un nuovo esperimento. Per calibrare il segnale di attività elettrodermica, collegare un elettrodo a un cerotto per elettrodi e seguire le istruzioni del software per calibrare un elettrodo alla volta. Quando entrambi gli elettrodi sono stati calibrati, chiedere al partecipante di fare un respiro profondo e di tenerlo premuto per 10 secondi prima di espirare per garantire un adeguato segnale galvanico di risposta cutanea.Per amministrare il tDCS, fare in modo che un assistente accendo il sistema di realtà virtuale e apra il programma di applicazione del paziente. Verificare che la risoluzione dello schermo sia impostata su 1280 per 720 e fare clic su Riproduci. Aprire il programma di controllo clinico e selezionare lo scenario di guida in base alla scena più rilevante per la distribuzione del partecipante.Sotto la finestra avatar del paziente, selezionare la posizione del conducente e impostare il volume del suono al 65% del massimo. Con l'assistenza del partecipante, chiedere all'assistente di posizionare il display montato sulla testa del partecipante, facendo attenzione che il display non disloci gli elettrodi e verifichi il comfort. Chiedere all'assistente di posizionare le cuffie sulla testa del partecipante e verificare il comfort.Indicare al partecipante di sedersi tranquillamente per due minuti per consentire la raccolta dei dati sull'attività elettrodermica al basale e premere F1 per segnare l'inizio del periodo di base. Dopo due minuti, premere F3 per segnare la fine del periodo di riferimento. Dopo aver completato la raccolta dell'attività elettrodermica di base, accendere il dispositivo tDCS e ricollegare gli elettrodi.Il dispositivo deve essere in modalità studio per l'impostazione di B.Click OK per confermare che l'impostazione B è programmata e per applicare un'intensità di due milliampere, per un totale di 25 minuti con una rampa di 30 secondi verso l'alto e una rampa di 30 secondi verso il basso. Immettere il codice di randomizzazione specifico del partecipante recuperato dal software di randomizzazione e fare clic su OK. Premere il pulsante in alto a sinistra per indicare sì per avviare la stimolazione e fare clic su Off per avviare l'unità. Assicurati che ogni drive-through inizi con almeno 30 secondi di guida solo nell'ambiente VR.Per la prima sessione, guida il partecipante attraverso il verificarsi di eventi VR usando un prompt verbale durante il primo drive-through come, Avanti, ci sarà un'imboscata stradale in tre, due, uno, vai. Vedrete un'imboscata stradale in tre, due, uno. Durante la selezione della scena appropriata nel menu VR.Amministra ogni evento VR con un minimo di 10 secondi di guida tra un evento e l'altro. Mentre gli eventi VR vengono amministrati, fare in modo che un assistente preme F2 sulla tastiera ogni volta che viene somministrato un evento VR per monitorare l'acquisizione dei dati di conduttanza cutanea. Sulla base dell'ispezione visiva delle tracce di conduttanza cutanea, il partecipante A sembra mostrare segni di assuefazione tra una sessione e l'altra dalla prima sessione VR al punto medio del protocollo durante la terza sessione VR fino alla sesta sessione VR finale.L'ispezione visiva del tracciamento della conduttanza cutanea grezza per il partecipante B sembra indicare l'assuefazione all'interno della sessione quando si confronta il primo drive-through con il terzo drive-through. L'ispezione visiva dei dati grezzi sulla conduttanza cutanea per il partecipante C sembra mostrare un profilo di assuefazione meno netto rispetto al partecipante A.Tuttavia, il partecipante C dimostra sia l'assuefazione tra sessione che all'interno della sessione. Inoltre, e simile al partecipante A, il livello di conduttanza cutanea è numericamente più alto durante la prima sessione VR rispetto alle restanti cinque sessioni.I dati grezzi sulla conduttanza cutanea del partecipante D dimostrano un livello di conduttanza cutanea che può essere considerato troppo basso per un'analisi corretta con l'assenza di risposte di conduttanza cutanea visivamente rilevabili. Anche con la persistenza di artefatti e la perdita di segnale dell'elettrodo, i livelli di conduttanza cutanea persistentemente bassi e l'assenza di risposte di conduttanza cutanea visivamente rilevabili sono ancora evidenti per questo individuo. Nel protocollo, i passaggi critici sono garantire che gli elettrodi tDCS rimangano nella posizione corretta, che l'impedenza rientri in valori accettabili e che i partecipanti si trovino a disagio per la sicurezza.tDCS può essere ottimizzato individualizzando il montaggio, compresa la posizione degli elettrodi e il dosaggio basato sulla risonanza magnetica anatomica. La risonanza magnetica può essere ulteriormente utilizzata per valutare i cambiamenti neurali nel tempo.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Electrode Positioning and Montage in Transcranial Direct Current Stimulation

Posizionamento elettrodo e Montage stimolazione transcranica diretta in corrente

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that has been intensively investigated in the past decade as this method offers a ...

Ricerca

Neuroscienze

Extracting Visual Evoked Potentials from EEG Data Recorded During fMRI-guided Transcranial Magnetic Stimulation

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Direct-current Stimulation and Multi-electrode Array Recording of Seizure-like Activity in Mice Brain Slice Preparation

Stimolazione diretta correnti e multi-elettrodo Array registrazione di sequestro simile attività nei topi cervello fetta di preparazione

Cathodal transcranial direct-current stimulation (tDCS) induces suppressive effects on drug-resistant seizures. To perform effective actions, the ...

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

Effetti della stimolazione transcranica con corrente alternata la corteccia motoria primaria di approccio combinato Online con stimolazione magnetica transcranica

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Remotely Supervised Transcranial Direct Current Stimulation: An Update on Safety and Tolerability

Supervisione da remoto Transcranial diretta stimolazione corrente: Un aggiornamento sulla sicurezza e la tollerabilità

The remotely supervised tDCS (RS-tDCS) protocol enables participation from home through guided and monitored self-administration of tDCS treatment while ...

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Transcranial electrical brain stimulation can modulate cortical excitability and plasticity in humans and rodents. The most common form of stimulation in ...

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Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Mice

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Stimolazione della posizione Determinazione utilizzando un digitalizzatore 3D con stimolazione a corrente diretta transcranica ad alta definizione

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