非侵襲的経auricurgus神経刺激がEEGおよびHRVに及ぼす影響の理解

経耳介迷走神経刺激療法 (taVNS) は、手術を必要とせず、耳の甲介または耳珠に配置された非侵襲的刺激装置を利用する最近の神経調節技術です。その結果、患者にとってよりアクセスしやすく、より安全です¹。近年、taVNSの領域は急速に拡大しており、主に、てんかん、うつ病、耳鳴り、パーキンソン病、耐糖能障害、統合失調症、心房細動など、さまざまな病態に対する治療効果を実証する臨床試験に注力し^{ています2。}taVNSと、それが中枢系および末梢系の生物学的プロセスに及ぼす影響については、多くの議論があります。理想的には、生物学的マーカーは、迷走神経の耳介枝が刺激され、頭蓋内構造に影響を与え、研究者がtaVNSが生理機能にどのように影響するかを分析できるようにする可能性があります。しかし、信頼できるバイオマーカーがなければ、taVNSデータが何を意味し、どのように効果的に解釈するかを理解することは容易ではありません。

脳波計(EEG)は、taVNSのバイオマーカーを提供するための有望なイメージングツールです。これは、皮質活動を測定および定量化するための非侵襲的で信頼性が高く、安価なアプローチです^3,4。このプロセスに続いて、私たちのグループは系統的レビューを行い、taVNSが皮質活動に影響を与える可能性があるという基本的な詳細を示し、主に低周波数(デルタとシータ)でのEEGパワースペクトル活動を増加させました。ただし、より高い周波数(アルファ)での多様な結果と、抑制タスクに関連する初期のERPコンポーネントの変化も検出されました。研究間で高い不均一性が認められた。したがって、EEG³ によって測定される脳活動に対する taVNS の影響について、より確固とした結論を出すためには、より均質で、より重要で、よく計画された研究が不可欠です。taVNS中の脳波を評価することで、脳の^{振動活動に影響を与える}ためのモバイル、閉ループ、モニタリング、および非侵襲的刺激ツールの2つの技術を統合するための将来の研究を進めることができます4。

アルファ非対称性は、脳半球間、特に前頭電極における相対的なアルファバンド活動を評価するもので、頻繁に研究される脳波バイオマーカーです。以前の文献では、このバイオマーカーを使用して、脳の右前頭側が離脱行動に関連しているというアプローチ-離脱仮説^5,6を分析してきました。対照的に、左前頭側はアプローチ行動に関連付けられています。アルファは脳活動の低下と関連しているため、脳の左側のアルファの増加は活動の低下を示唆し、アプローチ行動の欠如を示している可能性があります。この概念は、うつ病患者の左側半球のアルファバンドのいくつかの結果を説明するのに役立ちます⁷。さらに、EEG電極は、ニューロン集団の活動を記録し、機能的接続性(FC)またはデフォルトモードネットワーク(DMN^)7,8などの大規模な脳ネットワークの変化を調べます。

それに基づいて、定量的脳波計を使用して、脳活動に対するtaVNSの影響を評価できます。ただし、迷走神経の耳介枝を介した非侵襲的刺激を強調する特定の指標と効果を体系的に実証するには、さらに多くの研究が必要です。

末梢では、迷走神経と交感神経系が心臓の収縮機能と電気的機能を仲介します⁹。この調節は、心臓のペースメーカー能力を促進し、洞性脱分極として知られる体の生理学的症状を通じて心臓を制御します。心拍変動(HRV)は、洞性脱分極の拍動ごとの変化を記録するため、洞結節¹⁰に対する迷走神経の影響を非侵襲的に記述します。この機能を考えると、HRV は、個人の健康状態と罹患率、死亡率、およびストレスの可能性に関連する著名な神経心機能バイオマーカーとして見られ、研究されてきました^11,12。

taVNSの文脈では、HRVは多くの試験で記録されており、刺激はHRVを調節すると考えられてきました^9,11,12。HRV の減少が、交感神経系の過剰活動、炎症反応、酸化ストレスなどのメカニズムを通じて、さまざまな疾患の罹患率と死亡率に関連していることを考えると、taVNS の迷走神経調節は HRV とその副鼻腔調節に直接影響を与えると考えられています^13,14。実際、いくつかの試験では、taVNSが健康な被験者のHRVを増加させることがすでに示されており、この仮説を裏付けています^15,16。しかし、taVNSのパラメータが異なればHRVにも異なる影響を与えるのかどうか、より深く理解する必要があります。

現在、この技術のtaVNSニューラルネットワークと自律神経系への影響を一緒に調査したメカニズム研究はありません。したがって、このプロトコルは、taVNSがEEGメトリックとHRVにどのように影響するかを評価し、その安全性を評価することを目的としています。さらに、これはtaVNSへの応答に影響を与える可能性のある予測因子を特定することも目的としています。taVNSへの反応に関連する変数を理解することは、この介入の効果を最大化するための将来の臨床試験を設計するのに役立ちます。