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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시드니 브리지도, 한나 할렛, 에밀리 에이켄, 빅토리아 라슨, 마지 보커, 크리스티나 파우처, 알렉시스 할레에게 이 프로젝트에 대한 헌신적인 노력에 감사드립니다. 이 작품은 미국(미국)의 공로상(I01 RX002450)의 지원을 받았습니다. 재향 군인 국무부, 재활 연구 개발 서비스 및 프로비던스 VA (VA 재활 연구 및 개발 서비스)의 신경 회복 및 신경 기술 센터 (N2864-C). 이 기사에서 표현된 견해는 저자들의 견해이며 미국 재향군인부 또는 미국 정부의 견해를 나타내지 않습니다. 우리는 모든 참가자에게 감사드립니다.

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위에 설명된 프로토콜은 두 기술의 직렬 적용과 는 달리 tDCS 및 VR의 동시 적용을 설명합니다. 기존 방법에 대해서는 VR을 갖춘 tDCS의 동시 적용이 중요합니다. VR은 공포 관련 처리를 위한 문맥적으로 풍부하고 몰입적인 환경을 제공하지만, tDCS에서 제공하는 서브 임계값 자극은 이 공포 관련 처리와 관련된 본질적인 신경 활성화의 변조를 허용합니다. 이 프로토콜에는 tDCS+VR 구현과 관련된 프로토콜및 분석을 위한 심리생리데이터 캡처와 관련된 단계로 나눌 수 있는 여러 가지 중요한 단계가 있습니다. tDCS+VR과 관련하여 전체 VR 세션 전반에 걸쳐 tDCS의 올바른 무작위화와 동시 적용을 보장하는 것이 중요합니다. 또 다른 눈을 멀게 한 직원은 무작위화에 대한 추가 확인을 수행할 수 있습니다.
동시 tDCS +VR두 측면이 중요하다는 것을 보장하는 것이 중요합니다. 1) tDCS 설정 및 2) 시작 VR에 가까운 거리에서 tDCS 장치를 시작하는 동안 달성 임피던스. 후자의 문제는 비교적 간단하며 25 분동안2 mA 강도가 25 분 동안 적용 될 때 tDCS의 안전 한계 내에서 잘 유지하면서 TDCS가 지속적으로 VR 프리젠 테이션 전반에 걸쳐 적용되도록해야합니다. 임피던스와 관련하여, 낮은 임피던스는 바람직하다. 적절한 임피던스 또는 접촉 품질을 달성했는지 여부는 사용되는 tDCS 장치에 따라 다릅니다. 일부 장치는 더 낮은 경우 Ohms에서 임피던스가 표시되며 다른 장치는 접촉 품질을 나타내는 10- 또는 20 포인트 표시 척도를 사용하므로 더 높은 곳에 있습니다. 특정 장치에 관계없이, 일반 식염수, 0.9% NaCl 용액의 사용은 전극 스폰지를 적축시키기 위해 일반 수돗물과 달리임피던스(35)를향상시킨다. tDCS의 더 심각한 부작용 중 하나인 작은 피부병변(35,36)의발생과 관련이 있기 때문에 일반 수돗물의 사용은 더 피해야 한다. 피부 병변은 또한 전극 의 밑에 피부가 tDCS37 의 앞에 격렬하게 마모되는 경우에 또는 전도성 젤이 사용되는 경우에,35,38를건조할 수 있고, 따라서 또한 피해야 한다. 마지막으로, tDCS를 시작하기 전에 높은 임피던스는 장치의 규정된 안전 매개 변수에 도달하거나 능가하여 장치가 중간 VR 관리를 종료하도록 트리거할 수 있습니다. 적절한 임피던스를 보장하기 위해 전극 스폰지를 충분히 적분시키는 것이 중요하지만, VR 헤드셋을 배치할 때 식염수의 누출 또는 물방울이 발생할 수 있으므로 전극을 과도하게 흡수하지 않음으로써 균형을 이루어야 합니다. 식염수의 누출은 tDCS 강도 (mA)와 전극의 크기 (cm2)에따라 달라지는 낮은, 그러나 알려지지 않은 전류 밀도(39)의결과로 더 큰 영역에 걸쳐 전류가 '확산'할 수 있습니다. 마찬가지로, VR 헤드 장착 디스플레이는 참가자가 머리를 움직일 때 전류 흐름의 중단과 전극의 이동을 피하기 위해 스폰지 / 전극을 물리적으로 만지지 않는 것이 중요합니다.
이 프로토콜에서 피부 전도도는 기본 결과 측정값으로 간주됩니다. 피부 전도도는 교감 신경계 활동의 정신 생리학적척도이다(40). 환경 온도 및 습도의 효과, 노화, 흡연 상태, 카페인 사용 및 항콜린 효과 약물사용(41)과같은 피부 전도성 획득과 관련된 일반적인 요인을 고려해야 하지만 항상 제거할 수는 없습니다. 예를 들어, VR 세션 전에 카페인 함유 제품을 사용하지 말것을 참가자에게 요청할 수 있지만 항우울제 약물을 중단하도록 요청하는 것은 윤리적이지 않습니다. 더욱이, 항상 명확하지 않은 이유로, 개인의 일부는 도 4에서강조되는 매우 낮거나 측정 할 수없는 피부 전도도 수준 및 / 또는 피부 전도성 반응을 보여줍니다. 따라서 데이터의 손실 또는 부재를 용인하기에 충분한 샘플 크기를 등록하는 것이 중요합니다. 이 프로토콜의 구현에 특정, 그것은 또한 이벤트 마커는 현재 정신 생리 데이터 캡처 동안 수동으로 입력 언급 되어야한다. 이것은 한계이지만, 비 병원 관리 컴퓨터가 VR 환경을 실행하는 컴퓨터가 암호화 된 병원 정보 기술 네트워크에 연결할 수 없다는 것은 드문 일이 아닙니다. 이는 VR 환경을 실행하는 컴퓨터가 병원 네트워크에 있는 정신 생리학적 데이터 캡처 컴퓨터로신호(예를 들어 TTL 펄스를 통해)를 전송하도록 할 수 없다는 것을 의미한다. 덜 우아하지만, 하나의 해결책은 각 VR 세션 동안 두 연구 팀 구성원이 참석하도록하는 것입니다; 각 그림의 맨 위에서 볼 수 있듯이 VR 투여및 수동으로 심리생리학적 추적에 이벤트 마커를 입력하는 VR 투여를 제어하는 하나(그림 1, 도 2, 도 3 및 도 4참조). 그러나 VR 컨트롤러에 의해 VR 이벤트가 시작되고 제2자가 이벤트 마커를 입력할 때의 시차 반도 미만의 존재는 다루지 않습니다. 향후 스터디에서 이벤트 마커를 자동으로 등록할 수 있도록 이 작업을 완화할 수 있습니다. 그러나 VR 환경을 운영하는 사람과는 다른 두 번째 연구 팀 원의 존재가 세션 전반에 걸쳐 참가자를 관찰할 수 있는 것이 좋습니다. 그것은 일부 참가자 연구 하는 동안 강한 정서적 반응을 가질 수 있습니다 또는 사이버 질병 관련 부작용을 경험할 수 있을 것으로 예상 한다. 이러한 상황에 신속하게 대응하는 연구 팀의 능력은 최상의 치료를 보장합니다.
요약하면, 이 프로토콜은 VR 동안 동시 tDCS를 사용하여 외상 관련 시나리오에 대한 거주를 보강합니다. 이 접근법의 주요 장점은 몰입형 외상 관련 맥락의 사용과 임상적으로 관련된 인지 과정 동안 비침습적 뇌 자극 기술의 적용이며, 이는 연속적으로 수행하는 것과는 대조적입니다. 여기에 설명된 프로토콜은 PTSD를 가진 베테랑 견본에 있는 사무실 응용프로그램을 사용하는 동안, 동시 비침습적인 두뇌 자극 및 가상 현실의 이 접근은 노출 기지를 둔 접근의 그밖 공포 기지를 둔 및 불안 무질서 및 더불어 그밖 공포 기지를 둔 불안 무질서로 번역할 수 있습니다.

외상 후 스트레스 장애 (PTSD)는 베테랑 들 사이에서 특히 널리 퍼진 만성 및 비활성화 상태입니다. 그것의 보급 및 파괴적인 충격에도 불구하고, PTSD를 위한 기록 기지를 둔 심리치료를 수신하는 많은 사람들은 중요한 잔류 현상1이있습니다. 정신 요법의 PTSD 중심 원리와 함께 비 침습적 뇌 자극의 시너지 응용 프로그램은 치료 이익을 개선하고 PTSD 관련 부담을 낮출 수있는 기회를 제공합니다.
PTSD의 핵심 성분은 부적응성 공포 반응2,3을억제할 수 없다. 편도체 및 등전방 피질에서 병리학적으로 높은 활동은 공포 반응을 용이하게 하는 지역이며, PTSD에서 일관되게 보고되고 있다. 이는 공포반응3,4,5,6,7을하향 조절하는 것으로 생각되는 영역인 벤롬방 전두엽 피질(VMPFC)의 감소된활성과함께 이다. 이에 따라, 두려움을 유발하는 자극의 처리 중 내인성 VMPFC 활성이 증가하는 것은 공포의 억제와 노출 기반 치료의 효과를 개선하는 유망한 방법이 될 수 있다.
노출 기반 심리치료, PTSD를 위한 일선 치료제는 환자에게 위험한 경험(즉, PTSD의 원인)이 더 이상 현재 환경에서 더 이상 존재하거나 위협적이지 않다는 것을 가르쳐 서 교정 학습을 촉진하는 것을 목표로 한다8,9. PTSD 치료에 정서적 참여는 성공의 중요한 구성 요소10 하지만 비참 한 감정과 comorbid 정신 장애의 존재를 경험 하지 않으려는 환자에 의해 방해. 세션에 대한 정서적 참여를 극대화하고 추적하는 한 가지 매력적인 접근 방식은 몰입형 및 상황에 맞는 가상 현실(VR) 환경11,12를사용하는 것입니다. VR 구현은 VR이 표준 인지 행동내정간섭11,13,14로관찰된 것과 비교할 수 있는 효능 비율을 생성할 수 있음을 나타내는 선행 데이터에 의해 지원된다. VR은 특정 가설 테스트를 위한 치료 개발을 위한 표준화된 환경을 제공하는 추가적인 이점이 있습니다.
VR 환경은 또한 경두개 직접 전류 자극 (tDCS)과 같은 형용사 비 침습적 뇌 자극 방법의 통합을 허용합니다. tDCS는 약한 (일반적으로 1 – 2 mA) 일정한 전류를 사용하여 신경 휴식 막 잠재력의 하위 임계 값 변조를 통해 피질 흥분성을변경합니다(1–2 mA) 일정한 전류 15. 자극은 일반적으로 20 - 30 분 기간 동안 제공됩니다. tDCS의 효과는 현재 극성에 따라 달라집니다. 과단순화, 이론적으로, 양성 전류 흐름(즉, 아노달 자극)은 뉴런 탈극성의 가능성을 증가시킵니다, 반면 부정적인 전류 흐름(즉, 음극 자극)은 신경 작용잠재력16,17의가능성을 감소시킨다. 이와 같이, tDCS는 학습 및 기억력을 용이하게 하기 위해 외부 자극에 대한 후속 반응에 대한 뇌를준비한다(18).
tDCS는 잘 용납되고 최소한의 부작용(19,20)과관련된 저위험 기술로서 유리한 안전 프로필을 가지고 있다. tDCS도 저렴합니다. tDCS 장치는 경두개 자기 자극과 같은 임상적으로 이용 가능한 비침습적 뇌 자극 방법에 대한 >$70K에 비해 약 $9,000의 비용이 듭니다. tDCS 장치는 전용 전기 회로가 필요한 것과 는 달리 배터리 전원이 공급되기 때문에 휴대성이 뛰어나다. 이 휴대성은 가정을 포함하여 모든 사무실 위치 또는 방에서 사용할 수 있습니다. 이러한 요인은 tDCS가 VR 및 PTSD 치료의 기존 모델을 포함한 치료 적 개입과 함께 사용될 수 있게 합니다. 유연한 사용은 포스트 COVID19 세계에서 정신과 치료 및 비 침습적 뇌 자극을 제공하는 새로운 풍경에서 특히 중요 할 수 있습니다.
아래 설명된 프로토콜은 불안한 습관을 강화하기 위해 전쟁지역 관련 PTSD를 가진 개인에게 VR 관리(tDCS+VR) 동안 tDCS를 통합하도록 설계되었습니다. VR 세션을 통해 참가자 간에 외상 관련 이벤트에 대한 노출을 표준화하여 이러한 습관에 대한 일관된 콘텐츠를 보장할 수 있습니다. 참가자들은 2~3주 동안 6회의 tDCS+VR 세션을 진행하며, 각 세션은 동일한 VR 드라이브 스루 3개로 구성됩니다. 6개의 세션이 로스바움 외14및 디페데호프만(21)에서VR의 지속 시간을 대략화하기 위해 선택되었다. 이러한 세션 수는 전형적인 비VR 치료 연구에서효능을 보였으며(예: 브라이언트외. 22)는이전 파일럿 연구에서 타당성 데이터에 의해 더 많은 정보를 받았다(23). 각 세션 전반에 걸쳐, 심리 생리학 (즉, 피부 전도도)을 측정합니다. 이를 통해 가상 현실 이벤트및 tDCS의 외래 효과에 대한 하이퍼아Rousal의 세션 변경 사항 내및 사이에 테스트할 수 있습니다. tDCS 강도는 2mA로 설정되며 1(양극) x 1(음극) 일방적전극 셋업을 사용하여 일정하고 직접적인 전류를 제공하는 내장 충전식 배터리 구동 자극기입니다. 각 전극은 3 x 3cm(전류 밀도 2.22 A/m2)재사용 가능한 스폰지 포켓에 0.9%의 정상 식염수를 채점한다. 전극을 가진 스폰지는 전두엽 피질 위에 음극 자극을 방지하면서 환기 전두엽 피질을 표적으로 하기 위하여 10 - 20 EEG 전극 조정 시스템의 PO8 위에 양극과 양극을 가진 고무 헤드밴드를 사용하여 참가자의 두개골에 붙어 있습니다. VMPFC를 목표로 유사한 전극 몽타주, 우리의 실험실에 의해 조건된 공포 응답의 멸종을 조절하는 데 사용되었습니다24,25뿐만 아니라 다른 사람(26). 가상 현실 헤드셋은 tDCS 전극과의 간섭을 피하기 위해 tDCS 몽타주 위에 배치됩니다. tDCS는 VR23의 개시 중에 시작하여 전체적으로 계속되어야 합니다. 참가자는 PTSD, 우울증, 불안 및 분노의 증상의 변화와 수면과 삶의 질 개선에 대한 tDCS + VR의 장기적인 효과를 평가하기 위해 1- 및 3 개월 후 치료 후 평가 방문을 위해 돌아갑니다. 테스트해야 할 가설은 1A) 활성 tDCS+VR, 샴+VR에 비해, PTSD 증상과 치료 종료 시 삶의 질/사회 기능에 더 큰 변화를 초래하고, 1B) 1-3 개월 후 치료에서 지속적인 변화, 정신 생리학적 반응의 변화, 습관의 반사, PTSD 및 용질 및 VR 의 삶의 변화와 관련된 예측 이 임상 시험은 ClinicalTrials.gov 식별자: NCT03372460에 따라 등록됩니다.

<table>
	<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

경두개 직접 전류 자극 (tDCS)은 신경 휴식 막의 변조를 통해 뉴런 발사의 가능성을 변경하는 비 침습적 뇌 자극의 한 형태입니다. 다른 기술에 비해, tDCS는 상대적으로 안전, 비용 효율적인, 개인이 제어에 종사하는 동안 관리 될 수있다, 특정 인지 과정. tDCS가 본질적으로 활성 신경 영역에 주로 영향을 미칠 수 있기 때문에 이 후자의 점은 중요합니다. 정신 질환에 대한 잠재적 인 치료로 tDCS를 테스트하기위한 노력의 일환으로, 여기에 설명 된 프로토콜은 외상 후 스트레스 장애 (NCT033372460)를 가진 참전 용사를위한 가상 현실 (tDCS + VR)을 사용하여 외상 관련 단서에 노출되는 동안 tDCS의 동시 적용을 허용하는 새로운 절차를 설명합니다. 이 이중 블라인드 프로토콜에서 참가자는 2mA tDCS 또는 샴 자극을 25분 동안 받도록 할당되며, 이라크 나 아프가니스탄을 통과하는 8 분 표준화 된 가상 현실 드라이브 3 개를 수동적으로 보면서 가상 현실 이벤트가 각 드라이브 동안 강도가 증가합니다. 참가자는 2-3 주 동안 tDCS + VR의 여섯 세션을 겪고, 심리 생리학 (피부 전도성 반응성)은 각 세션 전반에 걸쳐 측정됩니다. 이를 통해 하이퍼아Rousal의 세션 변경 사항과 가상 현실 이벤트 및 tDCS의 외래 효과에 대한 테스트를 수행할 수 있습니다. 자극은 1(양극) x 1(음극) 일방적전극 셋업을 사용하여 내장된 충전식 배터리 구동 tDCS 장치를 통해 전달됩니다. 각 전극은 3 x 3cm(전류 밀도 2.22 A/m2)재사용 가능한 스폰지 포켓에 0.9%의 정상 식염수를 채점한다. 전극을 가진 스폰지는 전극이 배치된 고무 헤드밴드를 사용하여 참가자의 두개골에 부착되어 심루근 전두엽 피질 내의 영역을 대상으로 합니다. 가상 현실 헤드셋은 전극 간섭을 피하기 위해 tDCS 몽타주 위에 배치됩니다.

여기에 제시된 대표적인 결과는 위에서 설명한 프로토콜을 완료한 4명의 참가자로부터 개별 정신 생리학적 데이터 추적을 반영합니다. 등록된 참가자는 PTSD의 진단을 가진 참전 용사이고 - 예심 포함 기준에 따라 - 18그리고 70 세의 나이 사이입니다. 현재 진행 중인 이중 맹검, 무작위 샴 제어 시험(NCT03372460)을 감안할 때 활성 tDCS및 sham의 효과에 관한 데이터를 제시할 수 없습니다. 따라서, 이러한 진행 중인 임상 시험의 일환으로 수집된 개별 원시, 비가공, 피부 전도성 데이터 추적이 제시된다. 이것은 특히 정신 생리학 데이터 및 피부 전도성 기록을 수집할 때 장애물을 포함하여 기대할 수 있는 무슨에 예비 통찰력을 제공할 것입니다. 별도의 파일럿 연구의 일환으로 위의 프로토콜을 사용하여 전쟁 지역 관련 PTSD를 가진 12 명의 참전 용사에 대한 데이터는 이전에23을발표했습니다.
피부 전도도 추적의 육안 검사를 바탕으로 참가자A(그림 1)는제3VR 세션 중 프로토콜의 중간지점까지, 마지막, 여섯 번째 VR 세션까지 세션 간 습관의 징후를 보이는 것으로 보인다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61795/61795fig01.jpg"> 그림 1: 참가자 A로부터 원시 피부 전도도 데이터 추적의 예입니다. 그림 1은 VR 세션 1(상단), VR 세션 3(가운데), VR 세션 6(아래)동안 얻은 원시 피부 전도도 데이터의 스크린샷을 보여줍니다. 피부 전도도 반응성의 감소는 세션 간 습관성을 나타냅니다. VR 세션 2, 4, 5는 피부 전도성 추적의 더 나은 시각적 비교를 허용하기 위해 그림이 없습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61795/61795fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
참가자 B 원시 피부 전도추적(그림 2)의육안 검사는 제1 드라이브스루(red square)와 제3 드라이브스루(green square)를 비교할 때 세션 내 의 습관을 나타내는 것으로 나타났다. 이전 연구는 세션 내 습관이 중요하지만, 세션 간 습관은 PTSD33,34에대한 장기간 노출 기반 치료 성공의 더 나은 예측자가 될 수 있음을 시사한다.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61795/61795fig02.jpg"> 그림 2: 참가자 B의 원시 피부 전도도 데이터 추적의 예입니다. 그림 2는 하나의 VR 세션의 첫 번째 드라이브(빨간색 사각형)와 세 번째 드라이브(녹색 사각형)에서 얻은 원시 피부 전도도 데이터의 스크린샷을 보여줍니다. 이 그림에 표시된 데이터는 첫 번째 드라이브 스루에서 세 번째 드라이브 스루까지 세션 내 의 습관을 나타낼 수 있습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61795/61795fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
참가자 C 원시 피부 전도도데이터(도 3)의육안 검사는 참가자 A(그림1)에비해 덜 극명한 습관 성 프로파일을 나타내고 있는 것으로 보이며, 그럼에도 불구하고 이 참가자는 세션 내 습관을 모두 입증한다. 또한 참가자 A와 유사하게, 피부 전도수준은 나머지 5개 세션에 비해 첫 번째 VR 세션 동안 수치적으로 더 높다.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61795/61795fig03.jpg"> 그림 3: 참가자 C의 원시 피부 전도도 데이터 추적의 예입니다. 그림 3에서는 참가자 C에서 VR 세션 1부터 6까지 의 원시 피부 전도도 데이터 스크린샷을 위에서 아래로 정렬한 것으로 나타났습니다. 참가자 C는 세션 간 및 세션 내 습관을 모두 보여 주는 것으로 보입니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61795/61795fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
참가자D(그림 4)의원시 피부 전도도 데이터는 시각적으로 감지가능한 피부 전도반응이 없는 상태에서 적절한 분석을 위해 너무 낮게 간주될 수 있는 피부 전도도 수준을 보여줍니다. 따라서 이러한 데이터는 데이터 수집 오류를 나타냅니다. 원시 데이터는 또한 유물과 전극 신호 손실의 존재를 드러내지만, 지속적으로 낮은 피부 전도도 수준과 6 개의 VR 세션에 걸쳐 시각적으로 감지 할 수있는 피부 전도도 반응의 부재는이 개인에게 명백하다.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61795/61795fig04.jpg"> 그림 4: 참가자 D로부터 의 원시 피부 전도도 데이터 추적의 예. 도 4는 VR 세션 1부터 6까지 참가자 D의 원시 피부 전도도 데이터 스크린샷을 보여 주며, 위에서 아래로 주문하여 측정할 수 없는 피부 전도도 수준과 응답뿐만 아니라 아티팩트(파란색 타원형) 및 EDA 전극 신호 손실(녹색 사각형)을 보여줍니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61795/61795fig04large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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Simultaneous Application of Transcranial Direct Current Stimulation during Virtual Reality Exposure

이 원고는 외상 후 스트레스 장애를 가진 참전 용사를위한 가상 현실을 사용하여 warzone 외상 관련 단서에 노출하는 동안 경두개 직접 전류 자극의 동시 적용을 허용하는 새로운 프로토콜을 설명합니다.

가상 현실 노출 중 경두개 직접 전류 자극의 동시 적용

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

가상 현실과 비 침습적 뇌 자극의 조합은 외상 후 스트레스와 불안에 대한 치료를 추구하는 사람들을위한 정서적 학습과 습관을 증가시키기위한 새로운 접근 방식을 제시한다. 이것은 신경 과학에 뿌리를 둔 매우 몰입하면서도 휴대용 접근 방식입니다. 기술은 치료적으로 효과적일 수 있고 개별적인 환자에 맞추어질 수 있습니다.이 비 침습적 방법은 외상 후 스트레스를 가진 환자가 이전에 불안을 유발하는 상황이 안전 할 수 있다는 것을 배우는 데 도움이 될 수 있습니다. 절차를 시연하는 것은 내 실험실에서 연구 조수 인 시드니 브리기도 (Sydney Brigido)가 될 것입니다. 시드니는 프로토콜의 다양한 단계를 지원할 것입니다.경두개 직접 전류 자극에 대한 참가자를 준비하기 위해, 참가자에 헤드 스트랩을 배치 한 후, 참가자 뒤에 서서 이전에 계산 된 헤드 둘레의 10 %를 사용하여 음극 전극의 위치를 설정하고 머리의 사용에서 오른쪽으로이 거리를 측정합니다. 매스토이드 공정에서 오른쪽 귀 뒤에 대략 있도록 측정에 따라 음극 전극을 놓습니다. 무달 전극의 위치를 설정하려면, 나시온에서 머리 둘레의 이전에 계산 된 10 %를 측정하고 오른쪽에 헤드 둘레의 이전에 계산 된 5 %를 측정합니다.무달 전극을 놓고 양극이 10~20EEG 전극 AF3FP1 위치를 만지고 있는지 확인합니다. 전극이 배치되면 tDCS 장치를 켜고 전극을 연결합니다. 설정 A를 로드하려면 오른쪽 상단 버튼을 눌러 스터디 모드에서 빠져나와 왼쪽 상단 및 하단 버튼을 사용하여 장치의 마스터 코드를 입력합니다.확인을 클릭하고 화살표가 트리거를 가리키고 있는지 확인합니다. 오른쪽 상단 버튼을 사용하여 로드 설정이 나타날 때까지 설정을 이동합니다. 왼쪽 화살표를 사용하여 오른쪽 상단 의 화살표를 사용하여 화면 하단으로 화살표를 스크롤하여 모든 설정을 다시 설정하고 왼쪽 상단 화살표를 클릭하여 A.Press를 함께 사용하여 임피던스를 확인하여 tDCS 전극과 참가자의 두개골 사이에 적절한 접촉이 있는지 확인합니다.자극을 시작하고 자극 전, 도중 및 자극 후에 임피던스를 기록합니다. 자극이 완료되면 장치를 끄기 전에 장치에서 전극을 제거합니다. 참가자의 비지배적 손의 나르 영역에 두 개의 자체 접착제 일회용 전극 활성 전극 패치를 배치하고 전하 활성 갈바닉 피부 응답 데이터 수집 소프트웨어를 엽니다.이전에 생성된 데이터 수집 템플릿을 열고 레코드 만들기를 클릭하여 새 실험을 만듭니다. 전극 활동 신호를 보정하려면 전극 패치에 전극을 부착하고 소프트웨어 지침을 따라 한 번에 하나의 전극을 보정합니다. 전극을 모두 보정했을 때 참가자에게 심호흡을 하고 10초 동안 숙제한 후 충분한 갈바닉 피부 반응 신호를 보장하도록 요청하십시오.tDCS를 관리하려면 도우미가 가상 현실 시스템을 켜고 환자 응용 프로그램을 엽니다. 화면 해상도가 720으로 1280으로 설정되어 있는지 확인하고 재생을 클릭합니다. 임상의 컨트롤러 프로그램을 열고 참가자의 배포와 가장 관련이 있는 장면을 기반으로 운전 시나리오를 선택합니다.환자 아바타 창에서 드라이버 위치를 선택하고 사운드 볼륨을 최대 65%로 설정합니다. 참가자의 도움으로 도우미가 헤드 마운트 디스플레이를 참가자의 머리에 놓고 디스플레이가 전극을 탈피하지 않고 편안함을 확인하십시오. 도우미가 헤드폰을 참가자의 머리에 놓고 편안함을 확인하십시오.참가자에게 2분 동안 조용히 앉아 기준선 전기하부 활동 데이터를 수집하고 F1을 눌러 기준 기간의 시작을 표시하도록 지시합니다. 2분 후 F3을 눌러 기준 기간의 끝을 표시합니다. 기준선 전동체 활동 수집이 완료된 후 tDCS 장치를 켜고 전극을 다시 연결합니다.이 장치는 B 설정이 프로그래밍되어 있는지 확인하고 총 2밀리암페어 강도, 총 25분 동안 30초 램프 위로, 30초 경사로를 적용하도록 B.Click OK를 설정하는 학습 모드에 있어야 합니다. 무작위화 소프트웨어에서 검색된 참가자별 무작위화 코드를 입력하고 확인을 클릭합니다. 왼쪽 상단 버튼을 눌러 자극을 시작하고 드라이브를 시작하려면 클릭합니다. 각 드라이브 스루는 VR 환경에서만 최소 30초 이상 주행으로 시작되도록 합니다.첫 번째 세션의 경우, 첫 번째 드라이브 스루 동안 구두 프롬프트를 사용하여 VR 이벤트의 발생을 통해 참가자를 안내, 앞으로, 세 가지, 두, 하나, 이동도로 매복이있을 것입니다. 당신은 세, 둘, 하나에 앞서 도로 매복을 볼 거야. VR 메뉴에서 적절한 장면을 선택하는 동안.각 VR 이벤트를 각 이벤트 간에 최소 10초동안 운전하여 관리합니다. VR 이벤트가 관리되는 동안, 피부 전도성 데이터 수집을 모니터링하기 위해 VR 이벤트가 관리될 때마다 키보드에 보조 프레스 F2를 누릅니다. 피부 전도도 추적의 육안 검사를 바탕으로 참가자 A는 제3 VR 세션 중 프로토콜의 중간지점까지 세션 간 습관의 징후를 보이는 것으로 보인다.참가자 B에 대한 원시 피부 전도추적의 육안 검사는 제1 드라이브 스루와 세 번째 드라이브 스루를 비교할 때 세션 내 의 습관을 나타내는 것으로 보인다. 참가자 C에 대한 원시 피부 전도도 데이터의 육안 검사는 참가자 A.None그럼에도 불구하고 참가자 A.None에 비해 덜 눈에 띄는 습관 프로필을 표시하는 것으로 보이며, 참가자 C는 세션 내 습관 사이의 습관을 모두 보여줍니다. 또한 참가자 A와 유사하게, 피부 전도수준은 나머지 5개 세션에 비해 첫 번째 VR 세션 동안 수치적으로 더 높다.참가자 D의 원시 피부 전도도 데이터는 시각적으로 감지 할 수있는 피부 전도 반응의 부재와 적절한 분석을 위해 너무 낮은 것으로 간주 될 수있는 피부 전도도 수준을 보여줍니다. 아티팩트와 전극 신호 손실의 지속성에도 불구하고 지속적으로 낮은 피부 전도도 수준과 시각 감지 가능한 피부 전도성 반응의 부재는 여전히 이 개인에게 명백합니다. 프로토콜에서 중요한 단계는 tDCS 전극이 올바른 위치에 남아 있는지, 임피던스가 허용 가능한 값 내에 있는지 확인하고, 참가자의 안전을 위한 불편함을 감시하는 것입니다.tDCS는 해부학 MRI에 기초한 전극 및 투약의 위치를 포함하여 몽타주를 개별화하여 최적화할 수 있습니다. MRI는 시간이 지남에 따라 신경 변화를 평가하는 데 더 사용할 수 있습니다.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Electrode Positioning and Montage in Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial 직접 전류 자극의 전극 위치와 몬티지

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

연구

신경과학

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

fMRI를 유도 경 두개 자기 자극하는 동안 기록 된 EEG 데이터에서 시각 유발 전위를 추출

Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is an effective method for establishing a causal link between a cortical area and cognitive/neurophysiological ...

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

마우스 뇌 조각 준비에서 발작 같은 활동의 직류 자극 및 다중 전극 배열 기록

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

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...

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

원격으로 감독된 Transcranial 직접 전류 자극: 안전성 및 내성에 대 한 업데이트

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

Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents

경고 설치류에 Transcranial 전기 두뇌 자극

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

The Combined Use of Transcranial Direct Current Stimulation and Robotic Therapy for the Upper Limb

상 지 대 한 Transcranial 직접 현재 자극과 로봇 치료의 사용

Neurologic disorders such as stroke and cerebral palsy are leading causes of long-term disability and can lead to severe incapacity and restriction of ...

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Mice

Transcranial Direct Current Stimulation tDCS in Mice

Transcranial 직류 자극 (tDCS) 마우스

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive neuromodulation technique proposed as an alternative or complementary treatment for ...

Stimulation Location Determination using a 3D Digitizer with High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation

고화질 경부 직접 전류 자극이 있는 3D 디지타이저를 사용한 자극 위치 측정

The abundance of neuroimaging data and rapid development of machine learning has made it possible to investigate brain activation patterns. However, ...