JoVE Journal > Neuroscience
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
العربية

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Neuroscience

التطبيق المتزامن للتحفيز المباشر عبر الجمجمة أثناء التعرض للواقع الافتراضي

Published: January 18, 2021
doi:
10.3791/61795
,
1VA RR&D Center for Neurorestoration and Neurotechnology,Providence VA Medical Healthcare System, 2Department of Psychiatry and Human Behavior,Alpert Brown Medical School, 3COBRE Center for Neuromodulation, Butler Hospital

Summary

تحدد هذه المخطوطة بروتوكولا جديدا للسماح بالتطبيق المتزامن للتحفيز المباشر للتيار عبر الجمجمة أثناء التعرض للإشارات المتعلقة بالصدمات في منطقة الحرب باستخدام الواقع الافتراضي للمحاربين القدامى الذين يعانون من اضطراب ما بعد الصدمة.

Abstract

التحفيز المباشر عبر الجمجمة (tDCS) هو شكل من أشكال تحفيز الدماغ غير الغازية التي تغير احتمال إطلاق الخلايا العصبية من خلال تعديل أغشية الراحة العصبية. بالمقارنة مع التقنيات الأخرى، tDCS آمنة نسبيا، فعالة من حيث التكلفة، ويمكن أن تدار في حين يشارك الأفراد في عمليات معرفية محددة وخاضعة للرقابة. هذه النقطة الأخيرة مهمة لأن tDCS قد تؤثر في الغالب على المناطق العصبية النشطة في جوهرها. في محاولة لاختبار tDCS كعلاج محتمل للمرض النفسي ، يحدد البروتوكول الموصوف هنا إجراء جديدا يسمح بالتطبيق المتزامن ل tDCS أثناء التعرض للإشارات المتعلقة بالصدمات باستخدام الواقع الافتراضي (tDCS + VR) للمحاربين القدامى الذين يعانون من اضطراب ما بعد الصدمة (NCT03372460). في هذا البروتوكول المزدوج التعمية، يتم تعيين المشاركين إما لتلقي 2 mA tDCS، أو التحفيز الصوري، لمدة 25 دقيقة أثناء مشاهدة ثلاثة محركات أقراص الواقع الافتراضي الموحدة لمدة 8 دقائق عبر العراق أو أفغانستان، مع زيادة أحداث الواقع الافتراضي في الكثافة خلال كل محرك أقراص. يخضع المشاركون لست جلسات من tDCS + VR على مدار 2-3 أسابيع ، ويتم قياس الفسيولوجيولوجيا النفسية (التفاعل التوصيلي للبشرة) طوال كل دورة. وهذا يسمح باختبار داخل وبين التغييرات الدورة في hyperarousal لأحداث الواقع الافتراضي والآثار المساعدة من tDCS. يتم تسليم التحفيز من خلال جهاز tDCS مدمج قابل لإعادة الشحن يعمل بالبطارية باستخدام 1 (أنود) × 1 (كاثود) من جانب واحد. يتم وضع كل قطب كهربائي في 3 × 3 سم (الكثافة الحالية 2.22 A /m2)جيب إسفنجي قابل لإعادة الاستخدام مشبع بمحلول ملحي طبيعي بنسبة 0.9٪. يتم إرفاق الإسفنج مع أقطاب كهربائية إلى جمجمة المشارك باستخدام عقال مطاطي مع الأقطاب الكهربائية وضعت بحيث أنها تستهدف المناطق داخل قشرة الجبهي البطني. يتم وضع سماعة الواقع الافتراضي على المونتاج tDCS بطريقة لتجنب تداخل القطب.

Introduction

اضطراب ما بعد الصدمة (PTSD) هو حالة مزمنة ومعوقة منتشرة بشكل خاص بين المحاربين القدامى. على الرغم من انتشاره وتأثيره المدمر ، فإن العديد من الذين يتلقون علاجا نفسيا قائما على الأدلة لاضطراب ما بعد الصدمة لديهم أعراض متبقية كبيرة1. التطبيق التآزري لتحفيز الدماغ غير الغازية جنبا إلى جنب مع مبادئ العلاج النفسي التي تركز على اضطراب ما بعد الصدمة يمثل فرصة لتحسين المكاسب العلاجية وخفض الأعباء المرتبطة باضطراب ما بعد الصدمة.

عنصر أساسي من اضطراب ما بعد الصدمة هو عدم القدرة على منع استجابة الخوف غير التكيفي2،3. النشاط المرتفع بشكل مرضي في اللوزة والقشرة الأمامية الظهرية ، وهي المناطق التي تسهل استجابة الخوف ، تم الإبلاغ عنه باستمرار في اضطراب ما بعد الصدمة. هذا جنبا إلى جنب مع انخفاض النشاط في قشرة الجبهية البطينية (VMPFC)، وهي منطقة يعتقد أن أسفل تنظيم استجابة الخوف3،4،5،6،7. وبناء على ذلك، فإن زيادة نشاط VMPFC الداخلي أثناء معالجة المحفزات المحفزة للخوف قد تكون طريقة واعدة لتحسين تثبيط الخوف وفعالية العلاجات القائمة على التعرض.

تهدف العلاجات النفسية القائمة على التعرض ، وهي علاج الخط الأول لاضطراب ما بعد الصدمة ، إلى تسهيل التعلم التصحيحي من خلال تعليم المرضى أن التجربة الخطرة (أي سبب اضطراب ما بعد الصدمة) لم تعد موجودة أو مهددة فيبيئتهمالحالية 8،9. المشاركة العاطفية في العلاج اضطراب ما بعد الصدمة هو عنصر حاسم للنجاح10 ولكن يعوقها المرضى الذين يرغبون في تجنب تعاني من العواطف المؤلمة ووجود اضطرابات نفسية مراضة. أحد النهج الجذابة لتحقيق أقصى قدر من المشاركة العاطفية وتتبعها على مدار الجلسات هو استخدام بيئات الواقع الافتراضي الغامرة والم ذات الصلة بالسياقية (VR)11و12. ويدعم تنفيذ الواقع الافتراضي من قبل البيانات السابقة التي تشير إلى أن VR يمكن أن تولد معدلات فعالية مماثلة لتلك التي لوحظت مع التدخلات المعرفية السلوكية القياسية11,13,14. يتمتع الواقع الافتراضي بميزة إضافية تتمثل في توفير بيئة موحدة لتطوير العلاج لاختبار فرضيات محددة.

كما تسمح بيئة الواقع الافتراضي بدمج أساليب تحفيز الدماغ غير الغازية المساعدة، مثل التحفيز المباشر عبر الجمجمة (tDCS). tDCS يغير استثارة القشرية عن طريق تعديل subthreshold من إمكانات غشاء يستريح الخلايا العصبية باستخدام ضعيفة (عادة 1 – 2 MA) التيار الكهربائي المستمر15. يتم توفير التحفيز عادة على مدى فترة 20 – 30 دقيقة. تعتمد آثار tDCS على القطبية الحالية. على الرغم من أن التبسيط المفرط ، من الناحية النظرية ، التدفق الإيجابي الحالي (أي التحفيز الشرجي) يزيد من احتمال إزالة الاستقطاب العصبي ، في حين أن التدفق الحالي السلبي (أي التحفيز الكاثودال) يقلل من احتمال وجود إمكانات عمل الخلايا العصبية16،17. على هذا النحو، tDCS يقرأ الدماغ للاستجابات اللاحقة للمحفزات الخارجية لتسهيل التعلم والذاكرة18.

tDCS لديه ملف السلامة مواتية واسلوب منخفض المخاطر التي يتم التسامح بشكل جيد ويرتبط مع الحد الأدنى من الآثار الجانبية19,20. tDCS غير مكلفة أيضا؛ تبلغ تكلفة أجهزة tDCS حوالي 9000 دولار مقارنة > 70 ألف دولار لطرق تحفيز الدماغ غير الغازية المتاحة سريريا ، مثل التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة. أجهزة tDCS محمولة أيضا ، لأنها تعمل بالبطارية ، بدلا من الحاجة إلى دائرة كهربائية مخصصة. تسمح هذه قابلية الاستخدام في أي موقع مكتب أو غرفة، بما في ذلك في المنزل. هذه العوامل تمكن tDCS لاستخدامها في تركيبة مع التدخلات العلاجية بما في ذلك VR والنماذج القائمة من علاج اضطراب ما بعد الصدمة. قد يكون الاستخدام المرن مهما بشكل خاص في المشهد الجديد الذي يقدم الرعاية النفسية وتحفيز الدماغ غير الغازي في عالم ما بعد COVID19.

تم تصميم البروتوكول المفصل أدناه لدمج tDCS أثناء إدارة الواقع الافتراضي (tDCS + VR) في الأفراد الذين يعانون من اضطراب ما بعد الصدمة المرتبط بالحرب من أجل زيادة التعود القلق. تسمح جلسات الواقع الافتراضي بتوحيد التعرض للأحداث المتعلقة بالصدمات النفسية بين المشاركين لضمان محتوى ثابت لهذا التعود. يخضع المشاركون لست جلسات من tDCS + VR على مدار أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع ، مع كل جلسة تتكون من ثلاث عمليات قيادة VR متطابقة. تم اختيار ست جلسات لتقريب مدة الواقع الافتراضي في روثباوم وآخرون14 وديفيدا وهوفمان21. أظهر هذا العدد من الجلسات فعالية في دراسات العلاج النموذجية غير VR(على سبيل المثال براينت وآخرون22)وتم إبلاغه كذلك ببيانات الجدوى من الدراسة التجريبية السابقة23. طوال كل دورة، يتم قياس الفيزيولوجيا النفسية (أي التوصيل الجلدي). وهذا يسمح لاختبار داخل وبين التغييرات الدورة في hyperarousal لأحداث الواقع الافتراضي والآثار المساعدة من tDCS. يتم تعيين كثافة tDCS في 2 MA ويتم تسليمها من خلال المدمج في بطارية قابلة لإعادة الشحن يحركها المحفز الذي يوفر ثابت, تيار مباشر باستخدام 1 (أنود) × 1 (كاثود) القطب الكهربائية من جانب واحد انشاء. يتم وضع كل قطب كهربائي في 3 × 3 سم (الكثافة الحالية 2.22 A /m2)جيب إسفنجي قابل لإعادة الاستخدام مشبع بمحلول ملحي طبيعي بنسبة 0.9٪. يتم إرفاق الإسفنج مع أقطاب كهربائية إلى الجمجمة المشارك باستخدام عقال مطاطي مع أنود وضعت على المناطق Fp1 وAF3 وكاثود أكثر من PO8 من 10 – 20 EEG نظام تنسيق القطب من أجل استهداف قشرة الجبهية البطينية مع منع التحفيز الكاثود على قشرة الجبهية. وقد استخدمت المونتاج القطب مماثلة، تهدف إلى استهداف VMPFC، لتعديل انقراض استجابات الخوف مشروطة من قبل مختبرنا24،25 فضلا عن غيرها26. يتم وضع سماعة الواقع الافتراضي على المونتاج tDCS بطريقة لتجنب التداخل مع أقطاب tDCS. يجب أن يبدأ tDCS أثناء بدء VR23 ويستمر طوال الوقت. يعود المشاركون لإجراء زيارات تقييم ما بعد العلاج لمدة شهر وثلاثة أشهر لتقييم الآثار طويلة الأجل ل tDCS + VR على التغيرات في أعراض اضطراب ما بعد الصدمة والاكتئاب والقلق والغضب بالإضافة إلى تحسينات في النوم ونوعية الحياة. الفرضيات التي سيتم اختبارها هي 1A) التنبؤ بأن tDCS + VR النشطة ، بالمقارنة مع صور + VR ، يؤدي إلى تغيير أكبر في أعراض اضطراب ما بعد الصدمة ونوعية الحياة / الوظيفة الاجتماعية في نهاية العلاج ، و 1B) التغيير المستمر في 1 – و 3 أشهر بعد العلاج ، و 2) أن التغيير في الاستجابات النفسية الفسيولوجية ، التي تعكس التعود ، يرتبط بالتغيرات في أعراض اضطراب ما بعد الصدمة ونوعية الحياة / العمل بشكل مختلف بعد tDCS + VR النشط مقابل الشام + VR. تم تسجيل هذه التجربة السريرية تحت معرف ClinicalTrials.gov: NCT03372460.

Protocol

يوقع المشاركون المؤهلون موافقة خطية مستنيرة قبل بدء أي إجراءات بحثية. يتم إجراء البحوث وفقا للمبادئ التوجيهية المؤسسية والوطنية والدولية للبحوث البشرية. وقد تمت الموافقة على جميع الأساليب الموصوفة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية للمركز الطبي بروفيدانس VA. ملاحظة: يتطلب بروتوكول tDCS+VR اثنين من موظفي الأبحاث المخصصين. أحد الموظفين هو مراقب الواقع الافتراضي ، الذي يدير VR ويدير محفزات الواقع الافتراضي في النقاط الزمنية المختلفة المبينة أدناه. ويعمل موظف الدراسة الثاني على الحاسوب الذي يجمع عليه علم النفس. 1. الفحص والمقابلات التشخيصية والتصوير بالرنين المغناطيسي تجنيد المشاركين الذين يتألفون من قدامى المحاربين من الذكور والإناث، مع التركيز بشكل خاص على عملية الحرية الدائمة (أفغانستان)، وعملية حرية العراق، وعملية الفجر الجديد (العراق) على أساس الأهلية التالية. معايير الإدماج: (1) تشخيص اضطراب ما بعد الصدمة المزمن مع الصدمة المتعلقة بتجربة منطقة الحرب، (2) العمر بين 18-70 سنة، و (3) إذا كان في العلاج، أعراض على الرغم من نظم العلاج المستقرة المستمرة لمدة 6 أسابيع على الأقل قبل إجراءات الدراسة. يسمح باستمرار الأدوية والعلاج النفسي دون تغيير أثناء الدراسة. معايير الاستبعاد هي على النحو التالي: تلبية معايير السلامة المعمول بها للتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، حيث أن إجراءات التصوير بالرنين المغناطيسي هي أحد مكونات هذه الدراسة، وتشمل جهاز تنظيم ضربات القلب، أو الجهاز المزروع (التحفيز العميق للدماغ) أو المعدن في الدماغ، أو الحبل الشوكي العنقي، أو الحبل الشوكي الصدري العلوي، أو الحمل أو التخطيط للحمل أثناء الدراسة. الاستثناءات الإضافية الخاصة ب tDCS هي الآفات الجلدية في موقع التحفيز التي قد تغير المعاوقة (على سبيل المثال ، الشامات الوعائية أو الأورام الوعائية). معايير الاستبعاد الأخرى هي تاريخ مدى الحياة من إصابات الدماغ الرضية المعتدلة أو الشديدة (TBI)؛ الحالات الطبية غير المستقرة الحالية; الحالي (أو الماضي إذا كان ذلك مناسبا) اضطراب عصبي كبير، أو تاريخ مدى الحياة من أ) اضطراب النوبات ب) أورام CNS الأولية أو الثانوية ج) السكتة الدماغية أو د) تمدد الأوعية الدموية الدماغية، أي اضطراب ذهاني الأولية، اضطراب ثنائي القطب الأول، نشط معتدل / شديد اضطرابات تعاطي المواد المخدرة (خلال الشهر الماضي، باستثناء النيكوتين / الكافيين)، نية انتحارية نشطة أو خطة لمحاولة الانتحار في غضون 6 أشهر كما تم الكشف عنها على أدوات الفحص أو في حكم فريق التحقيق.ملاحظة: تم تعيين المشاركين في هذه الدراسة من بروفيدنس VA. الحصول على موافقة خطية مستنيرة قبل البدء في أي إجراءات دراسية. إدارة المقابلات التشخيصية والاستبيانات للتحقق من تشخيص وتقييم شدة اضطراب ما بعد الصدمة باستخدام المقابلة السريرية المنظمة لDSM 5 (SCID-5)27، مقياس اضطراب ما بعد الصدمة المدارة من قبل الطبيب (CAPS-5)28، وقائمة التحقق من اضطراب ما بعد الصدمة ل DSM5 (PCL-5)29.ملاحظة: تتيح إدارة SCID-5 كذلك الكشف عن أي تشخيصات مراضة قد تحول دون دراسة معايير الاستبعاد الموضحة أعلاه. تقييمات إضافية، مثل الجرد السريع للتقرير الذاتي لأعراض الاكتئاب (QIDS-SR)30،متروك لفرق البحث الفردية اعتمادا على الفرضيات. المشاركون في الشاشة من أجل السلامة للخضوع ل tDCS والتصوير بالرنين المغناطيسي على أساس معايير الاستبعاد المذكورة أعلاه.ملاحظة: يمكن الحصول على نماذج السلامة من التصوير بالرنين المغناطيسي قبل الفحص من www.MRIsafety.com جدولة المشاركين لإكمال ست جلسات VR على مدار أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع ، بحيث يكمل المشاركون جلسة الواقع الافتراضي كل يومين تقريبا. 2. العشوائية قبل تنفيذ الدراسة الأولية ل tDCS + VR ، استرجع tDCS النشطة والرموز الصورية من دليل جهاز tDCS وإدخالها في برنامج عشوائي لضمان تعمية إدارة tDCS + VR أو sham +VR. باستخدام برنامج العشوائية، إنشاء الجرار العشوائية عن طريق تعيين المشاركين لتلقي إما tDCS النشطة أو صورية خلال الواقع الافتراضي على أساس الجنس (الذكور؛ الإناث) وشدة أعراض PCL-5 (منخفضة؛ عالية).ملاحظة: يجب أن يقوم برنامج العشوائية بإنشاء رمز جهاز tDCS التي يمكن إدخالها لاحقا في الجهاز tDCS لضمان المسؤول tDCS يظل أعمى إلى ما إذا كان يتم تطبيق التحفيز النشط أو صورية. على هذا النحو ، هذا بروتوكول مزدوج التعمية حيث يتم تعمية كل من المشاركين ومسؤولي tDCS عن حالة التحفيز. 3. جهاز tDCS انشاء قم بتدفير جهاز tDCS مع المعلمات والإعدادات التالية، المسرودة تحت 3.1.1 و 3.1.2، عن طريق الضغط على المفتاحين على الجانب الأيسر من جهاز tDCS لحفظ كل إعداد. الإعداد A: 30 s منحدر تصل إلى 1 شدة MA, 1 التحفيز mA لمدة 30 ق, ومنحدر وصولا الى قبالة أكثر من 30 ق. الإعداد B: 30 s منحدر تصل إلى 2 شدة MA, 2 التحفيز mA لمدة 25 دقيقة, و30 s منحدر وصولا الى قبالة. تعيين الجهاز tDCS إلى وضع الدراسة، أو ميزة أخرى مزدوجة التعمية ، بعد إرشادات الجهاز tDCS.ملاحظة: يستخدم الإعداد A للحصول على معلومات تتعلق بقابلية المعاوقة قبل تحفيز وتقييم قابلية تحمل tDCS قبل بدء الواقع الافتراضي. بالإضافة إلى ذلك ، تم استخدام تطبيق تيار كهربائي قصير سابقا لتوفير درجة ما من الإحساس الجسدي للمساعدة في دراسة المسببة للعمى24،25،31. يسمح الإعداد B بإدخال رمز الدراسة المحدد للتعشاة (نشط أو زائف) لكل مشارك. لا يتم استخدام الإعدادات C و D في هذا البروتوكول. 4. الفيزيولوجيا النفسية انشاء استخدم البرامج الصلبة القادرة على تسجيل وتحليل النشاط الكهربائي (EDA) / استجابة الجلد الجلفاني (GSR) على جهاز كمبيوتر تسجيل فسيولوجي مخصص يختلف عن الكمبيوتر الذي يعمل ببرنامج الواقع الافتراضي. إنشاء قالب الحصول على البيانات وفقا لإجراءات محددة البرامج مع إعدادات جمع البيانات التالية: 5 μV; 10 هرتز؛ DC. معدل ضربات القلب: 1000 كسب، نورم، DZ، 0.05 هرتز.ملاحظة: يضمن إنشاء قالب الحصول على البيانات تناسق إعدادات الحصول على البيانات عبر جلسات العمل والمشاركين. 5. زيارة دراسة TDCS: انشاء وإدارة ملاحظة: للحصول على الخطوات أدناه إضافة TM1 و TM2 يشير إلى البحث “عضو الفريق 1” و “عضو الفريق 2” بحيث يمكن إكمال الخطوات المختلفة في وقت واحد. عندما يصل المشارك، نظيفة بلطف، دون فرك قوية، والجلد المشارك في المناطق التقريبية حيث سيتم وضع الإسفنج / الأقطاب الكهربائية مع مسحة الكحول والسماح الجافة. قياس وتسجيل محيط رأس المشارك. حساب 5٪ و 10٪ من محيط لاستخدامها في وقت لاحق لوضع القطب. ضع حزام الرأس على المشارك ، يغطي المناطق التي سيتم فيها وضع الإسفنج والأقطاب الكهربائية ، بطريقة لا يزال من الممكن وضعها بإصبع واحد تحت حزام الرأس. تأكد من أن موصل الشريط المطاطي على جانب الرأس بحيث يكون بعيدا عن طريق الأقطاب الكهربائية ولا يتعارض مع شاشة الواقع الافتراضي المثبتة على الرأس. ملء كل اسفنجة القطب مع 4 مل من المالحة باستخدام حقنة. أدخل الأقطاب الكهربائية في جيوب إسفنجية. أثناء وضعه خلف المشارك ، قم بتحديد موقع القطب الكاثودال باستخدام 10٪ من محيط الرأس المحسوب مسبقا وقياس هذه المسافة من أيون الرأس إلى اليمين. ضع القطب الكاثودال وتحقق من القياسات بحيث يكون الكاثود خلف الأذن اليمنى تقريبا في عملية المصطيد. بعد ذلك ، قم بتغيير موضعه لمواجهة المشارك وتحديد موقع القطب الأنودال عن طريق قياس 10٪ من محيط الرأس المحسوب سابقا من nasion up ، ثم قياس 5٪ محسوبة مسبقا من محيط الرأس إلى اليمين. ضع القطب القطب anodal والتحقق من القياسات بحيث أنود لمس 10 – 20 EEG مواقع القطب AF3/Fp1. قم بتشغيل جهاز tDCS ثم قم بتوصيل الأقطاب الكهربائية. لتحميل الإعداد A، قم بالخروج من وضع الدراسة بالضغط على الزر العلوي الأيمن، ثم أدخل الرمز الرئيسي للجهاز باستخدام الزرين الأيسر العلوي والسفلي. بعد إدخال التعليمات البرمجية الرئيسية، انقر فوق موافق باستخدام الزر الأيمن السفلي. بعد ذلك، تأكد من أن السهم يشير إلى المشغل. استخدام الزر الأيمن العلوي للتحرك من خلال الإعدادات حتى يقرأ، تحميل … إعداد. مرر السهم إلى أسفل الشاشة باستخدام الأسهم اليسرى، ثم استخدم السهم الأيمن العلوي للتنقل عبر جميع الإعدادات والعودة إلى إعداد A. وأخيرا، انقر فوق السهم الأيمن العلوي لتحميل الإعداد A. تحقق من المعاوقة عن طريق الضغط في نفس الوقت على الزر العلوي الأيمن والسفلي الأيسر للتأكد من وجود اتصال كاف بين أقطاب tDCS وجمجمة المشارك. سجل المعاوقة الأولية. تأكد دائما من عدم توصيل الأقطاب الكهربائية بالجهاز قبل تشغيل الجهاز. وبالمثل، تأكد من فصل الأقطاب الكهربائية دائما قبل إيقاف تشغيل الجهاز.ملاحظة II: سيتم إيقاف تشغيل جهاز tDCS تلقائيا إذا كانت المقاومة أعلى 55Ω. كمبدأ توجيهي، لا تبدأ جهاز tDCS إذا كان الوشيك أكبر من 35Ω من أجل الحد من فرصة إيقاف التشغيل التلقائي. إذا كانت المقاومة عالية جدا، أضف القليل من الملحية إلى الإسفنج، أو حرك شعر المشارك بعيدا عن الطريق، أو قم بشد ربطة الرأس المطاطية إذا بدا فضفاضا جدا. تجنب تقطر المالحة على المشارك – إذا حدث هذا, الإسفنج مشبعة جدا. بدء التحفيز تحت الإعداد A. تسجيل المعاوقة قبل وأثناء وبعد التحفيز تحت الإعداد A. بعد الانتهاء من التحفيز تحت الإعداد A، قم بإزالة الأقطاب الكهربائية من جهاز tDCS وإيقاف تشغيل الجهاز. TM1: ضع اثنين من لاصقة ذاتية، بقع القطب EDA المتاح على الجزء السونار من يد المشارك غير المهيمنة. TM1: افتح برنامج الحصول على البيانات EDA/GSR للسماح بالتقاط بيانات جديدة. افتح قالب اكتساب البيانات الذي تم إنشاؤه مسبقا وانقر فوق إنشاء/تسجيل تجربة جديدة. معايرة إشارة EDA باتباع تعليمات برنامج محددة عن طريق إرفاق قطب كهربائي واحد أولا إلى رقعة قطب واحد، ومعايرة، ومن ثم ربط القطب الثاني إلى التصحيح القطب الثاني. TM1: لضمان إشارة GSR كافية اطلب من المشارك أن يأخذ نفسا عميقا في وعقد لمدة 10 ق قبل التنفس.ملاحظة: يجب أن تكون زيادة في GSR ملحوظا. إذا لم يتم الكشف عن أي تغيير في GSR ، يمكن لموظفي الأبحاث التصفيق بأيديهم دون سابق إنذار للحصول على استجابة GSR. قد تكون قيمة مستوى التوصيل الجلدي الأساسية الأقل من 2 ميكروس إشكالية لأنها قد تشير إلى انخفاض شديد في موصل الجلد لقياس GSR طوال جلسة الواقع الافتراضي. TM2: تشغيل نظام الواقع الافتراضي وفتح برنامج تطبيق المريض. تأكد من تعيين دقة الشاشة إلى 1280 × 720 وانقر فوق تشغيل. ثم افتح برنامج مراقب الأطباء وحدد القيادة الريفية في العراق أو سيناريو القيادة الريفية الأفغانية استنادا إلى المشهد الأكثر ملاءمة لنشر المشارك (نشرات). أسفل إطار الصورة الرمزية للمريض، حدد موضع السائق. تعيين مستوى الصوت في 65٪ من الحد الأقصى. TM2: بمساعدة المشارك، ضع الشاشة المثبتة على الرأس على رأس المشارك، مع ضمان عدم خلع الشاشة للأقطاب الكهربائية. تحقق من الراحة. ثم ضع سماعات الرأس على رأس المشارك وتحقق من الراحة. TM1: ابدأ جمع بيانات EDA وسجل 2 دقيقة من EDA الأساسية من خلال شرح المشارك أنه سيحتاج إلى الجلوس بهدوء لمدة دقيقتين.ملاحظة I: استخدام مفاتيح F1 F2 و F3 للعلامات ضرورية للسماح لتحليل البيانات لاحقا. يمكن استخدام F5 لوضع علامة على التداخل الناتج عن المشاركين في جميع أنحاء جمع بيانات EDA(على سبيل المثال السعال والحركة وما إلى ذلك). بعد الانتهاء من EDA الأساس، لا تتوقف عن جمع البيانات EDA ولكن الاستمرار في العمل حتى يتم الانتهاء من جميع محركات الأقراص الثلاثة. قم بتشغيل جهاز tDCS وقم بتوصيل الأقطاب الكهربائية مرة أخرى. يعكس الجهاز الآن وضع الدراسة والإعداد B. استخدم الزر السفلي الأيمن للنقر فوق موافق لتأكيد أن الإعداد B مبرمج لتطبيق كثافة 2 mA لما مجموعه 25 دقيقة ، مع منحدر 30 s صعودا وهبوطا لكل منهما.ملاحظة: خلال جلسة الواقع الافتراضي قد يعبر المشاركون عن بعض الانزعاج من عصابة الرأس أو إحساس حكة وشائك. ومع ذلك ، يجب أن يطلب من المشاركين الإبلاغ عن أي ألم أو تدفئة أو حرقان متزايد لأن هذا يبرر الإغلاق الفوري لجهاز tDCS لتجنب حروق الجلد المحلية. أدخل رمز عشوائية محددة للمشارك استرجاعها من برنامج العشوائية وانقر فوق موافق، ثم بدء التحفيز عن طريق الضغط على الزر الأيسر العلوي للنقر على Y.ملاحظة: يجب إبلاغ المشاركين بأن بعض الأشخاص يعانون من مرض الإنترنت من الواقع الافتراضي وأن هذا الشعور يشبه مرض السيارة. إذا حدث مرض السيبرانية، فإنه ينبغي أن تنحسر بسرعة. قبل مغادرة المشارك، استفسر عما إذا كان قادرا على تشغيل سيارة. وإذا لم يكن الأمر كذلك، يمكن توفير الرعاية الداعمة، وعادة ما يكون وقت الانتظار الإضافي كافيا. لبدء تشغيل محرك الأقراص، انقر فوق الزر إيقاف تحت تحكم برنامج التشغيل.ملاحظة: سيقوم كل مشارك بثلاث عمليات قيادة لكل جلسة، كل منها يدوم حوالي 8 دقائق في المدة، ويصل إجماليها إلى 24 دقيقة. 25 دقيقة من التحفيز النشط أو الصوري المبرمجة في جهاز tDCS يسمح لدقيقة إضافية لاستخدامها للتحقق مع المشارك في ما بين محرك الأقراص من خلال. بالنسبة للدورة الأولى (VR1، اليوم 1) يجب على مراقب الواقع الافتراضي توجيه المشارك من خلال حدوث أحداث الواقع الافتراضي باستخدام موجه لفظي أثناء القيادة الأولى على النحو التالي: “في الأمام سيكون هناك كمين على الطريق. في 3… 2… 1… الذهاب” (VR المراقب المالي يختار “كمين الطريق” في القائمة VR).ملاحظة: سيتم إجراء ذلك فقط لأول محرك أقراص VR خلال الجلسة الأولى. بالنسبة لجميع عمليات الدفع أو الجلسات الأخرى في الواقع الافتراضي ، يجب على المشارك المرور عبر محرك الأقراص دون طلب شفهي. ومع ذلك ، يمكن لوحدة تحكم الواقع الافتراضي تذكير المشاركين بأنهم سيرون نفس المشاهد مثل محرك الأقراص السابق ، ولكن لن يتم توفير أي تحذير شفهي من أحداث الواقع الافتراضي القادمة. وحدة تحكم الواقع الافتراضي: تأكد من أن كل محرك أقراص يبدأ بما لا يقل عن 30s من القيادة فقط في بيئة الواقع الافتراضي. ثم، قم بإدارة كل حدث VR (مع ما لا يقل عن 10s من القيادة بين كل حدث) عن طريق النقر على الحدث كما هو المسمى في بيئة برنامج وحدة تحكم الطبيب. وستحدث أحداث الواقع الافتراضي بالترتيب التالي: طلقات نارية، وطائرة هليكوبتر من طراز بلاك هوك تحلق فوق المكان، وكمين للمتمردين، وكمين آخر للمتمردين، تليها المتفجرات الناسف، وكمين جسر، وانفجار السيارة أمام مركبة المشارك. انظر الملحق 1 لمعرفة توقيت مختلف أحداث الواقع الافتراضي في كل من سيناريوهات القيادة في أفغانستان والعراق.ملاحظة: يتكرر هذا التسلسل لأحداث الواقع الافتراضي بنفس الترتيب وتتكرر أحداث الواقع الافتراضي في نفس الوقت أثناء كل من محركات أقراص الواقع الافتراضي الثلاثة خلال كل جلسة عمل VR. بينما يدير مراقب الواقع الافتراضي أحداث الواقع الافتراضي ، يجب على الموظف الذي يراقب اكتساب بيانات توصيل الجلد الضغط F2 على لوحة المفاتيح في كل مرة يتم فيها إدارة حدث VR. عندما تعود السيارة إلى بداية محرك الأقراص، أوقف السيارة عن القيادة بالنقر فوق زر الخنق تحت سيطرة السائق. بعد كل عملية قيادة، يجب على وحدة تحكم الواقع الافتراضي تسجيل الوصول مع المشارك لضمان سلامة وراحة المشارك قبل الاستمرار في القيادة القادمة. إذا كان المشارك يذكر الآثار الجانبية tDCS يحتمل أن تكون أكثر خطورة، مثل حرق أو زيادة الإحساس التدفئة، يرجى اتباع المبادئ التوجيهية دليل الجهاز tDCS لوقف tDCS. إكمال محركات الأقراص 2 و 3 باستخدام نفس ترتيب أحداث الواقع الافتراضي أثناء محرك الأقراص 1. بعد الانتهاء من جميع محركات الأقراص VR الثلاثة لجلسة واحدة ، تحقق وسجل مقاومة tDCS عن طريق الخروج من وضع الدراسة عن طريق الضغط أولا على الزر الأيمن العلوي وإدخال الرمز الرئيسي للجهاز باستخدام الأزرار العلوية والسفلية اليسرى. افصل الأقطاب الكهربائية من جهاز tDCS ثم قم بإيقاف تشغيل الجهاز. الاستعلام عن المشارك عن أي آثار جانبية محتملة عن طريق إدارة استبيان الآثار الجانبية TDCS32. وأخيرا، قم بتنظيف سماعة الرأس VR وسماعات الرأس وربطة الرأس المطاطية بعد الاستخدام مع مسحات الكحول والمناديل المطهرة. خذ لقطة شاشة لتتبع EDA الذي تم جمعه بالكامل بمرور الوقت لمعالجة مراقبة الجودة.ملاحظة: قد يكون من الضروري تنفيذ تدابير تنظيف وقائية إضافية كإجراء وقائي للحد من انتشار COVID-19. على سبيل المثال، قد يحتاج المشاركون إلى ارتداء أقنعة الوجه الجراحية. ارتداء أقنعة الوجه يزيد من احتمال الضباب من العدسات VR. يمكن استخدام الشريط الجراحي للصق الأقنعة على أنف المشارك لتقليل الضباب. وبالمثل، فإن توافر عصابات الرأس المتعددة – لكل من tDCS وسماعة VR – وسماعات الرأس ستضمن تباعد الاستخدام بين المشاركين للتنظيف والتطهير. 6. التحليلات المعالجة المسبقة ل GSR باستخدام برنامج معالجة GSR، افتح ملف GSR المخزن للمشارك واحفظ نسخة جديدة من الملف للمعالجة المسبقة بحيث يظل ملف البيانات الأصلي الخام محفوظا. فحص البيانات بصريا عن القطع الأثرية والانجراف العام، ثم إزالتها أو تصحيحها. اتبع المبادئ التوجيهية المنشورة سابقا بشأن إزالة القطع الأثرية والتصحيحات للانجراف العام والتي يمكن العثور عليها في https://www.birmingham.ac.uk/Documents/college-les/psych/saal/guide-electrodermal-activity.pdf خط الأساس لمستوى التوصيل الجلدي سجل متوسط القيم والحد الأدنى والحد الأقصى (في μS) عبر فترة الأساس 2 دقيقة عن طريق تحديد فترة الأساس 2 دقيقة مع المؤشر. توفر هذه المعلومات بعض المؤشرات لمستوى التوصيل الجلدي منشط ومستوى استجابة EDA.ملاحظة: على الرغم من استخدام فترة خط أساس 2 دقيقة هنا، يمكن استخدام فترة زمنية أطول تصل إلى أربعة أو 5 دقائق. استجابة توصيل البشرة المرتبطة بالحدث (SCR) لمحفزات الواقع الافتراضي تحديد وإنشاء حقب تتعلق بأحداث الواقع الافتراضي باستخدام علامات حدث نوع التحفيز في البيانات عن طريق تحديد ثانية واحدة قبل كل حدث VR وما يصل إلى عشر ثوان بعد كل حدث VR. عرض العصر هو مقدار الوقت المضمن لالتقاط SCR. سيكون لكل مجموعة معدات الفيزيولوجيا النفسية مجموعتها الخاصة من التعليمات لإنشاء حقب. راجع دليل جهاز جمع الفيزيولوجيا النفسية للحصول على هذه المعلومات.ملاحظة I: على الرغم من أن SCRs عادة ما يكون بداية أو زمن الوصول من 1-3 s بعد عرض الحدث، لا يتم تقديم أحداث الواقع الافتراضي دائما مباشرة عند بدء. فعلى سبيل المثال، في حين أن انفجارا في المتفجرات من المتفجرات ونيرانا بعيدة من الأسلحة النارية سيحدثان فور الشروع في ذلك، فإن بدء إطلاق النار كجزء من كمين للمتمردين أو تحليق طائرة بلاك هوك يتأخر عدة ثوان. على هذا النحو ، يجب أن تكون نافذة 10 s لتحليلات SCR ليبرالية بما يكفي لالتقاط SCRs استجابة لجميع أحداث الواقع الافتراضي.ملاحظة II: تحقق من تحديد الأحداث، وليس الفواصل الزمنية الثابتة، للتحليل. هنا الأحداث هي تعريف المستخدم نوع 2- الحدث VR محددة تبدأ كما تم إدخالها من قبل عضو فريق البحث. اتبع إجراءات معالجة البيانات كما هو موضح في برنامج الفيزيولوجيا النفسية المستخدم من أجل وضع علامة على بداية ونهاية كل حقبة من حقبة الاهتمام واستخراج بيانات SCR المتعلقة بالحدث. راجع الملحق 2 للحصول على مثال باستخدام نهج “دورة البحث”. تصدير بيانات GSR المعالجة مسبقا لإجراء مزيد من التحليلات. مزيد من التحليلاتملاحظة: نظرا للعصرات الكبيرة نسبيا المتعلقة بأحداث الواقع الافتراضي، أي من 1 s قبل أحداث الواقع الافتراضي التالية 10 s، سيحتوي ملف الإخراج المعالج مسبقا على كل من SCRs المتعلقة بالحدث و SCRs غير ذات الصلة بالحدث أو SCRs غير محددة. لتحديد SCR المتعلقة بالحدث، استخدم الانحراف الإيجابي الأول الذي يتجاوز عتبة 0.02 ميكروس التي تحدث بعد ثانيتين على الأقل. يتم اختيار إطار من ثانيتين كما يحتوي على عصر 1 s قبل العرض التقديمي الحدث VR، و SCRs ذات الصلة الحدث لا يكون عادة زمن الوصول أقل من 1 ثانية. باستخدام برنامج التحليل الإحصائي، حدد ما إذا كان توزيع بيانات SCR أمرا طبيعيا. إذا لم يكن كذلك، تطبيق تحويل الجذر التربيعي أو سجل لتصحيح الانحراف/كورتوسيس باتباع الخطوات المناسبة لحزمة التحليل الإحصائي المستخدمة. استخدم نماذج خطية مختلطة لاختبار تأثير tDCS النشط أو الصور على SCRs أثناء VR ، حيث تكون المجموعة (tDCS النشطة أو الصورية) متغيرا بين الموضوعات ، حيث تتحكم إحصائيا في مستوى توصيل الجلد الأساسي (SCL) والعوامل الديموغرافية أو السريرية الأخرى(على سبيل المثال شدة اضطراب ما بعد الصدمة). من أجل اختبار تأثير tDCS على التعود بين الدورات ، استخدم جلسة الواقع الافتراضي (1 – 6) كمتغير داخل الموضوعات. لتقييم تأثير tDCS على التعود داخل الجلسة ، استخدم محركات الأقراص الفردية (1 – 3) داخل كل جلسة VR كمتغير داخل الموضوع.

Representative Results

تعكس النتائج التمثيلية المعروضة هنا تتبعات البيانات النفسية الفسيولوجية الفردية من أربعة مشاركين أكملوا البروتوكول المبين أعلاه. المشاركون المسجلون هم من قدامى المحاربين الذين يعانون من تشخيص اضطراب ما بعد الصدمة ، و – بما يتماشى مع معايير إدراج التجربة – تتراوح أعمارهم بين 18 و 70 عاما. وبالنظر إلى أن هذه التجربة الجارية حاليا مزدوجة التعمية والعشوائية التي تسيطر عليها صورية (NCT03372460) ، فإنه ليس من الممكن تقديم البيانات المتعلقة بفعالية tDCS النشطة مقابل صورية. لذلك، يتم تقديم عمليات تتبع بيانات التوصيل الجلدي الخام وغير المعالجة الفردية التي تم جمعها كجزء من هذه التجربة السريرية الجارية. وسيوفر ذلك نظرة أولية لما يمكن توقعه، بما في ذلك العقبات عند جمع البيانات النفسية الفسيولوجية وتسجيلات توصيل الجلد على وجه الخصوص. وقد نشرت سابقا بيانات عن اثني عشر قدامى المحاربين الذين يعانون من اضطراب ما بعد الصدمة المرتبطة warzone باستخدام البروتوكول أعلاه كجزء من دراسة تجريبية منفصلة23. استنادا إلى الفحص البصري لآثار التوصيل الجلدي ، يبدو أن المشارك A (الشكل 1) يظهر علامات على التعود بين الدورات من جلسة الواقع الافتراضي الأولى إلى نقطة الوسط في البروتوكول ، خلال جلسة الواقع الافتراضي الثالثة ، إلى الدورة الأخيرة السادسة للواقع الافتراضي. الشكل 1: مثال لتتبع بيانات التوصيل الجلدي الخام من المشارك A. يظهر الشكل 1 لقطات شاشة لبيانات توصيل البشرة الخام التي تم الحصول عليها خلال جلسة الواقع الافتراضي 1 (أعلى) وجلسة الواقع الافتراضي 3 (في الوسط) وجلسة VR 6 (أسفل). تشير التخفيضات في التفاعل التوصيلي للبشرة إلى التعود بين الجلسات. لا يتم تصوير جلسات الواقع الافتراضي 2 و4 و5 للسماح بإجراء مقارنة بصرية أفضل لتتبعات توصيل الجلد. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. يبدو أن الفحص البصري للمشارك B تتبع موصل الجلد الخام(الشكل 2)يشير إلى التعود داخل الجلسة عند مقارنة محرك الأقراص الأول (المربع الأحمر) بمحرك الأقراص الثالث (المربع الأخضر). تشير الدراسات السابقة إلى أنه على الرغم من أهمية التعود داخل الدورة ، إلا أن التعود بين الدورات قد يكون مؤشرا أفضل لنجاح العلاج القائم على التعرض لفترات طويلة لاضطراب ما بعد الصدمة33،34. الشكل 2: مثال لتتبع بيانات التوصيل الجلدي الخام من المشارك B. يظهر الشكل 2 لقطات شاشة لبيانات توصيل البشرة الخام التي تم الحصول عليها أثناء محرك الأقراص الأول (المربع الأحمر) ومحرك الأقراص الثالث (المربع الأخضر) لجلسة VR واحدة. قد تشير البيانات الممثلة في هذا الشكل إلى التعود داخل جلسة العمل من محرك الأقراص الأول إلى محرك الأقراص الثالث. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. يبدو أن الفحص البصري لبيانات توصيل البشرة الخام للمشارك C (الشكل 3) يظهر ملف تعريف ات اعتاد أقل وضوحا مقارنة بالمشارك A (الشكل 1) ، ومع ذلك يوضح هذا المشارك التعود بين وداخل الدورة. وعلاوة على ذلك، وعلى غرار المشارك A، فإن مستوى التوصيل الجلدي أعلى عدديا خلال جلسة الواقع الافتراضي الأولى مقارنة بالجلسات الخمس المتبقية. الشكل 3: مثال لتتبع بيانات التوصيل الجلدي الخام من المشارك C. يظهر الشكل 3 لقطات بيانات توصيل البشرة الخام من المشارك C لجلسات الواقع الافتراضي من 1 إلى 6 مرتبة من أعلى إلى أسفل. يبدو أن المشارك C يظهر التعود بين الجلسات وداخلها. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. بيانات التوصيل الجلد الخام من المشارك D (الشكل 4) تظهر مستوى التوصيل الجلد التي يمكن اعتبارها منخفضة جدا للتحليلات المناسبة مع عدم وجود استجابات موصل الجلد للكشف بصريا. على هذا النحو، تمثل هذه البيانات فشل جمع البيانات. على الرغم من أن البيانات الخام تكشف أيضا عن وجود القطع الأثرية وفقدان إشارة القطب الكهربائي ، إلا أن مستويات توصيل الجلد المنخفضة باستمرار وعدم وجود استجابات توصيل الجلد القابلة للكشف بصريا عبر جميع جلسات الواقع الافتراضي الست واضحة لهذا الفرد. الشكل 4: مثال لتتبع بيانات التوصيل الجلدي الخام من المشارك D. يظهر الشكل 4 لقطات بيانات توصيل البشرة الخام من المشارك D خلال جلسات الواقع الافتراضي من 1 إلى 6 ، التي تم طلبها من أعلى إلى أسفل ، مما يدل على مستويات واستجابات توصيل الجلد التي لا يمكن تجاوزها ، وكذلك القطع الأثرية (البيضاويات الزرقاء) وفقدان إشارة القطب EDA (المربع الأخضر). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Discussion

يصف البروتوكول المفصل أعلاه التطبيق المتزامن ل tDCS و VR ، بدلا من التطبيق التسلسلي لأي من التقنيتين. وفيما يتعلق بالأساليب القائمة، فإن التطبيق المتزامن ل tDCS مع الواقع الافتراضي أمر مهم. في حين يوفر الواقع الافتراضي بيئة غنية وغامرة سياقيا للمعالجة المتعلقة بالخوف ، فإن التحفيز تحت الحيازة الذي توفره tDCS يسمح تعدل التنشيط العصبي الجوهري المرتبط بهذه المعالجة المتعلقة بالخوف. هناك العديد من الخطوات الحاسمة في هذا البروتوكول التي يمكن تقسيمها إلى تلك التي تتعلق بتنفيذ tDCS + VR وتلك المتعلقة بالتقاط البيانات النفسية الفسيولوجية للتحليلات. فيما يتعلق ب tDCS + VR ، من الأهمية بمكان ضمان العشوائية الصحيحة والتطبيق المتزامن ل tDCS طوال جلسة الواقع الافتراضي بأكملها. ويمكن لموظف آخر أعمى أن يقوم بمزيد من التأكيد على العشوائية.

أما بالنسبة لضمان tDCS + VR في وقت واحد جانبين مهمين؛ 1) المعاوقة التي تحققت خلال إعداد tDCS و 2) بدء تشغيل جهاز tDCS على مقربة من بدء VR. المسألة الأخيرة واضحة نسبيا ويجب أن تضمن أن يتم تطبيق tDCS باستمرار في جميع أنحاء العرض التقديمي VR مع البقاء بشكل جيد ضمن حدود السلامة من tDCS عند تطبيق كثافة 2 mA على مدى 25 دقيقة مدة20. وفيما يتعلق بالمعوقة، فإن انخفاض المقاومة أمر مرغوب فيه. معرفة ما إذا كان يتم تحقيق مقاومة كافية، أو جودة الاتصال، يعتمد على جهاز tDCS الذي يتم استخدامه. وستعرض بعض الأجهزة المعاوقة في أوم، حيث يكون الانخفاض أفضل، في حين تستخدم أجهزة أخرى مقياس عرض من 10 أو 20 نقطة يمثل جودة الاتصال، حيث يكون الارتفاع أفضل. بغض النظر عن الجهاز المحدد، واستخدام المالحة العادية، 0.9٪ محلول NaCl، بدلا من مياه الصنبور العادية لترطيب الإسفنج القطب يحسن المعاوقة35. وينبغي تجنب استخدام مياه الصنبور العادية كذلك لأنه يرتبط مع حدوث الآفات الجلدية الصغيرة35,36, واحدة من الآثار الجانبية المحتملة أكثر خطورة من tDCS. يمكن أن تحدث الآفات الجلدية أيضا إذا كان الجلد تحت الأقطاب الكهربائية متآكلا بقوة قبل tDCS37 أو إذا تم استخدام هلام موصل ، والذي يمكن أن يجف35،38، وبالتالي يجب تجنبه أيضا. وأخيرا ، يمكن أن تؤدي المقاومة العالية قبل بدء tDCS إلى الوصول إلى معلمات السلامة الموصوفة للجهاز أو تجاوزها ، مما سيؤدي إلى إيقاف تشغيل الجهاز في منتصف إدارة الواقع الافتراضي. على الرغم من أنه من المهم ترطيب الإسفنج الأقطاب الكهربائية بما فيه الكفاية لضمان المعاوقة الكافية، ينبغي أن يكون متوازنا هذا عن طريق عدم نقع مفرط الأقطاب الكهربائية، لأن هذا قد يؤدي إلى تسرب، أو نازف، من المالحة عند وضع سماعة VR. تسرب المالحة قد تسمح للتيار الكهربائي إلى “انتشار” على مساحة أكبر مما أدى إلى كثافة أقل، ولكن غير معروف الحالية39،والذي يعتمد على كثافة tDCS (في mA) وحجم الأقطاب الكهربائية (في سم2). وبالمثل ، من المهم ألا تلمس شاشة الواقع الافتراضي المثبتة الرأس الإسفنج / الأقطاب الكهربائية جسديا من أجل تجنب اضطراب التدفق الحالي وتحويل الأقطاب الكهربائية أثناء تحريك المشاركين لرأسهم.

في هذا البروتوكول، يعتبر التوصيل الجلد مقياس النتيجة الأولية. التوصيل الجلد هو مقياس النفسية الفسيولوجية من نشاط الجهاز العصبيمتعاطفة 40. العوامل النموذجية المرتبطة بالحصول على التوصيل الجلد، مثل آثار درجة الحرارة والرطوبة البيئية، والشيخوخة، وحالة التدخين، واستخدام الكافيين، واستخدام الأدوية ذات الآثار المضادة للكولين41،سوف تحتاج إلى النظر، ولكن لا يمكن القضاء عليها دائما. على سبيل المثال، من الممكن أن نطلب من المشاركين الامتناع عن استخدام المنتجات المحتوية على الكافيين قبل جلسات الواقع الافتراضي، ولكن ليس من الأخلاقي أن نطلب منهم التوقف عن تناول الأدوية المضادة للاكتئاب. وعلاوة على ذلك، لأسباب ليست واضحة دائما، وجزء من الأفراد تثبت مستويات منخفضة جدا أو لا يمكن حصرها موصل الجلد و / أو استجابات موصل الجلد، والتي يتم تسليط الضوء عليها في الشكل 4. ولذلك من المهم تسجيل حجم عينة كافية لتحمل فقدان البيانات أو غيابها. خاصة لتنفيذ هذا البروتوكول، تجدر الإشارة أيضا إلى أن علامات الحدث يتم إدخالها حاليا يدويا أثناء التقاط البيانات النفسية الفسيولوجية. على الرغم من أن هذا هو القيد، فإنه ليس من غير المألوف في أنظمة المستشفى أن جهاز كمبيوتر غير مستشفى تدار، في هذه الحالة الكمبيوتر الذي يدير بيئة VR، لا يمكن توصيلها إلى شبكة تكنولوجيا المعلومات المستشفى المشفرة. وهذا يعني أنه ليس من الممكن أن يكون الكمبيوتر الذي يدير بيئة الواقع الافتراضي إرسال إشارات(على سبيل المثال من خلال نبض TTL) إلى الكمبيوتر التقاط البيانات النفسية الفسيولوجية التي هي على شبكة المستشفى. على الرغم من أن أقل أناقة، حل واحد هو أن يكون اثنين من أعضاء فريق البحث موجودة خلال كل دورة VR. واحد يتحكم في إدارة الواقع الافتراضي وواحد يدخل يدويا علامات الحدث إلى تتبع النفسية الفسيولوجية، كما يمكن أن نرى في الجزء العلوي من كل شخصية (انظر الشكل 1، الشكل 2، الشكل 3 والشكل 4). ومع ذلك ، لا يعالج هذا وجود فرق زمني طفيف ، أقل من نصف ثانية ، من عندما تبدأ أحداث الواقع الافتراضي من قبل وحدة تحكم VR وتدخل علامة الحدث من قبل الشخص الثاني. قد ترغب الدراسات المستقبلية في التخفيف من حدة ذلك بحيث يمكن تسجيل علامات الأحداث تلقائيا. ومع ذلك، يوصى بشدة بوجود عضو ثان في فريق البحث – يختلف عن الشخص الذي يدير بيئة الواقع الافتراضي – والذي يمكنه مراقبة المشارك طوال الجلسات. وينبغي أن يتوقع أن بعض المشاركين قد يكون ردود فعل عاطفية قوية أثناء الدراسة أو تجربة الآثار الجانبية السيبرانية ذات الصلة بالمرض. إن قدرة فريق البحث على الاستجابة السريعة لهذه الحالات تضمن أفضل رعاية ممكنة.

باختصار، يستخدم هذا البروتوكول tDCS المتزامن أثناء الواقع الافتراضي لزيادة السكن للسيناريوهات المتعلقة بالصدمات. الميزة الرئيسية لهذا النهج هو استخدام سياق الصدمة غامرة ذات الصلة وتطبيق تقنية تحفيز الدماغ غير الغازية خلال عملية المعرفية ذات الصلة سريريا، بدلا من القيام إما على التوالي. في حين أن البروتوكول الموصوف هنا يستخدم التطبيق في المكتب في عينة مخضرمة مصابة باضطراب ما بعد الصدمة ، فإن هذا النهج لتحفيز الدماغ غير الغازي في وقت واحد والواقع الافتراضي يمكن أن يترجم إلى اضطرابات أخرى قائمة على الخوف والقلق وكذلك التطبيقات المنزلية للنهج القائمة على التعرض.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

ونود أن نشكر سيدني بريجيدو، وهانا هاليت، وإميلي أيكين، وفيكتوريا لارسون، ومارجي بوكر، وكريستيانا فاوشر، وأليكسيس هارلي على جهودهم المتفانية في هذا المشروع. وقد تم دعم هذا العمل من خلال جائزة الجدارة (I01 RX002450) من الولايات المتحدة (الولايات المتحدة) إدارة شؤون المحاربين القدامى، وخدمة البحوث والتنمية لإعادة التأهيل ومركز إعادة التخزين العصبي والتكنولوجيا العصبية (N2864-C) في بروفيدانس VA (VA إعادة تأهيل البحوث والتنمية الخدمة). والآراء الواردة في هذا المقال هي آراء أصحاب البلاغ ولا تمثل آراء وزارة شؤون المحاربين القدماء في الولايات المتحدة أو حكومة الولايات المتحدة. ونشكر جميع المشاركين.

Materials

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

References

  1. Watts, B. V., et al. Meta-analysis of the efficacy of treatments for posttraumatic stress disorder. Journal of Clinical Psychiatry. 74 (6), 541-550 (2013).
  2. Rothbaum, B. O., Davis, M. Applying learning principles to the treatment of post-trauma reactions. Annals of the New York Academy of Sciences. 1008 (1), 112-121 (2003).
  3. VanElzakker, M. B., et al. From Pavlov to PTSD: the extinction of conditioned fear in rodents, humans, and anxiety disorders. Neurobiology of Learning and Memory. 113, 3-18 (2014).
  4. Quirk, G. J., Garcia, R., González-Lima, F. Prefrontal mechanisms in extinction of conditioned fear. Biological Psychiatry. 60 (4), 337-343 (2006).
  5. Etkin, A., Wager, T. D. Functional neuroimaging of anxiety: a meta-analysis of emotional processing in PTSD, social anxiety disorder, and specific phobia. American Journal of Psychiatry. 164 (10), 1476-1488 (2007).
  6. Milad, M. R., Quirk, G. J. Fear extinction as a model for translational neuroscience: ten years of progress. Annual Review of Psychology. 63, 129-151 (2012).
  7. Koch, S. B. J., et al. Aberrant resting-state brain activity in posttraumatic stress disorder: a meta-analysis and systematic review. Depression and Anxiety. 33 (7), 592-605 (2016).
  8. Foa, E. B., Kozak, M. J. Emotional processing of fear: exposure to corrective information. Psychological Bulletin. 99 (1), 20-35 (1986).
  9. Foa, E. B., Keane, T. M., Friedman, M. J., Cohen, J. A. . Effective treatments for PTSD: practice guidelines from the International Society for Traumatic Stress Studies. , (2008).
  10. Foa, E. B., Huppert, J. D., Cahill, S. P. Emotional processing theory: An update. Pathological anxiety: Emotional processing in etiology and treatment. , 3-24 (2006).
  11. Opris, D., et al. Virtual reality exposure therapy in anxiety disorders: a quantitative meta-analysis. Depression and Anxiety. 29 (2), 85-93 (2012).
  12. Wiederhold, B. K., Rizzo, A. S. Virtual reality and applied psychophysiology. Applied Psychophysiology and Biofeedback. 30 (3), 183-185 (2005).
  13. Sherman, J. J. Effects of psychotherapeutic treatments for PTSD: a meta-analysis of controlled clinical trials. Journal of Traumatic Stress. 11 (3), 413-435 (1998).
  14. Rothbaum, B. O., et al. A randomized, double-blind evaluation of D-cycloserine or alprazolam combined with virtual reality exposure therapy for posttraumatic stress disorder in Iraq and Afghanistan War veterans. American Journal of Psychiatry. 171 (6), 640-648 (2014).
  15. Nitsche, M. A., et al. Transcranial direct current stimulation: state of the art 2008. Brain Stimulation. 1 (3), 206-223 (2008).
  16. Datta, A. Gyri -precise head model of transcranial DC stimulation: improved spatial focality using a ring electrode versus conventional rectangular pad. Brain Stimulation. 2 (4), 201-207 (2009).
  17. Lafon, B., Rahman, A., Bikson, M., Parra, L. C. Direct Current Stimulation alters neuronal input/output function. Brain Stimulation. 10 (1), 36-45 (2017).
  18. Coffman, B. A., Clark, V. P., Parasuraman, R. Battery powered thought: enhancement of attention, learning, and memory in healthy adults using transcranial direct current stimulation. Neuroimage. 85, 895-908 (2014).
  19. Poreisz, C., Boros, K., Antal, A., Paulus, W. Safety aspects of transcranial direct current stimulation concerning healthy subjects and patients. Brain Research Bulletin. 72, 208-214 (2007).
  20. Bikson, M., et al. Safety of transcranial direct current stimulation: evidence based update 2016. Brain Stimulation. 9, 641-661 (2016).
  21. Difede, J., Hoffman, H., Jaysinghe, N. Innovative use of virtual reality technology in the treatment of PTSD in the aftermath of September 11. Psychiatric Services. 53 (9), 1083-1085 (2002).
  22. Bryant, R. A., Moulds, M. L., Guthrie, R. M., Dang, S. T., Nixon, R. D. V. Imaginal exposure alone and imaginal exposure with cognitive restructuring in treatment of posttraumatic stress disorder. Journal of Consulting and Clinical Psychology. 71 (4), 706-712 (2003).
  23. van’t Wout, M., Shea, M. T., Larson, V., Greenberg, B., Phillip, N. Combined transcranial direct current stimulation with virtual reality exposure for posttraumatic stress disorder: feasibility and pilot results. Brain Stimulation. 12 (1), 41-43 (2019).
  24. van’t Wout, M., et al. Can transcranial direct current stimulation augment extinction of conditioned fear. Brain Stimulation. 9 (4), 529-536 (2016).
  25. van’t Wout, M., Longo, S. M., Reddy, M. K., Philip, N. S., Bowker, M. T., Greenberg, B. D. Transcranial direct current stimulation may modulate extinction memory in posttraumatic stress disorder. Brain and behavior. 7 (5), 00681 (2017).
  26. Vicario, C. M., et al. Anodal transcranial direct current stimulation over the ventromedial prefrontal cortex enhances fear extinction in healthy humans: A single blind sham-controlled study. Brain Stimulation: Basic, Translational, and Clinical Research in Neuromodulation. 13 (2), 489-491 (2020).
  27. First, M., Williams, J., Karg, R., Spitzer, R. Structured Clinical Interview for DSM-5 Disorders-Research Version (SCID-5-RV). American Psychiatric Assocation. , (2014).
  28. Weathers, F., et al. The clinician-administered PTSD scale for DSM-5 (CAPS-5). National Center for PTSD. , (2013).
  29. Weathers, F. W., Litz, B. T., Keane, T. M., Palmieri, P. A., Marx, B. P., Schnurr, P. P. The PTSD checklist for dsm-5 (pcl-5). National Center for PTSD. , (2013).
  30. Rush, A. J., et al. The 16-Item Quick Inventory of Depressive Symptomatology (QIDS), clinician rating (QIDS-C), and self-report (QIDS-SR): a psychometric evaluation in patients with chronic major depression. Biological Psychiatry. 54 (5), 573-583 (2003).
  31. van’t Wout, M., Silverman, H. Modulating what is and what could have been: The effect of transcranial direct current stimulation on the evaluation of attained and unattained decision outcomes. Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience. 17 (6), 1176-1185 (2017).
  32. Brunoni, A. R., Amadera, J., Berbel, B., Volz, M. S., Rizzerio, B. G., Fregni, F. A systematic review on reporting and assessment of adverse effects associated with transcranial direct current stimulation. International Journal of Neuropsychopharmacology. 14 (8), 1133-1145 (2011).
  33. van Minnen, A., Hagenaars, M. Fear activation and habituation patterns as early process predictors of response to prolonged exposure treatment in PTSD. Journal of Traumatic Stress: Official Publication of The International Society for Traumatic Stress Studies. 15 (5), 359-367 (2002).
  34. Sripada, R. K., Rauch, S. A. Between-session and within-session habituation in prolonged exposure therapy for posttraumatic stress disorder: a hierarchical linear modeling approach. Journal of Anxiety Disorders. 30, 81-87 (2015).
  35. Palm, U., et al. The role of contact media at the skin-electrode interface during transcranial direct current stimulation (tDCS). Brain Stimulation: Basic, Translational, and Clinical Research in Neuromodulation. 7 (5), 762-764 (2014).
  36. Palm, U., et al. Transcranial direct current stimulation in treatment resistant depression: A randomized double-blind, placebo-controlled study. Brain stimulation. 5 (3), 242-251 (2012).
  37. Loo, C. K., et al. Avoiding skin burns with transcranial direct current stimulation: preliminary considerations. International Journal of Neuropsychopharmacology. 14 (3), 425-426 (2011).
  38. Lagopoulos, J., Degabriele, R. Feeling the heat: the electrode-skin interface during DCS. Acta Neuropsychiatrica. 20 (2), 98-100 (2008).
  39. Horvath, J. C., Carter, O., Forte, J. D. Transcranial direct current stimulation: five important issues we aren’t discussing (but probably should be). Frontiers in systems neuroscience. 8, 2 (2014).
  40. Boucsein, W. . Electrodermal activity(2nd ed). , (2012).
  41. Boucsein, W., et al. Publication Recommendations for Electrodermal Measurements. Psychophysiology. 49 (8), 1017-1034 (2012).

Tags

Transcranial Direct Current StimulationVirtual RealityPost-traumatic StressAnxietyEmotional LearningHabituationNon-invasive Brain StimulationNeuroscienceTherapeuticProtocolCathodal ElectrodeAnodal Electrode10-20 EEGImpedanceStimulation

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
van ‘t Wout-Frank, M., Philip, N. S. Simultaneous Application of Transcranial Direct Current Stimulation during Virtual Reality Exposure. J. Vis. Exp. (167), e61795, doi:10.3791/61795 (2021).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image