כתב יד זה מתאר פרוטוקול חדשני המאפשר יישום סימולטני של גירוי זרם ישיר transcranial במהלך חשיפה לרמזים הקשורים לטראומה warzone באמצעות מציאות מדומה עבור ותיקים עם הפרעת דחק פוסט טראומטית.
גירוי זרם ישיר טרנס-קדנציאלי (tDCS) הוא צורה של גירוי מוחי לא פולשני המשנה את הסבירות לירי עצבי באמצעות אפנון של ממברנות מנוחה עצביות. בהשוואה לטכניקות אחרות, tDCS הוא בטוח יחסית, חסכוני, והוא יכול להינתן בעוד אנשים עוסקים בתהליכים קוגניטיביים מבוקרים, ספציפיים. נקודה זו חשובה כמו tDCS עשוי להשפיע בעיקר על אזורים עצביים פעילים באופן מהותי. במאמץ לבדוק tDCS כטיפול פוטנציאלי למחלות פסיכיאטריות, הפרוטוקול המתואר כאן מתאר הליך חדשני המאפשר יישום סימולטני של tDCS במהלך חשיפה לרמזים הקשורים לטראומה באמצעות מציאות מדומה (tDCS + VR) ליוצאי צבא עם הפרעת דחק פוסט טראומטית (NCT03372460). בפרוטוקול כפול סמיות זה, המשתתפים מוקצים לקבל 2 mA tDCS, או גירוי מזויף, במשך 25 דקות תוך צפייה פסיבית בשלושה כונני מציאות מדומה סטנדרטיים של 8 דקות דרך עיראק או אפגניסטן, עם אירועי מציאות מדומה הגדלים בעוצמה במהלך כל כונן. המשתתפים עוברים שישה מפגשים של tDCS+VR במהלך 2-3 שבועות, ופסיכופיזיולוגיה (תגובתיות מוליכות העור) נמדדת לאורך כל מפגש. זה מאפשר בדיקה עבור בתוך ובין שינויים בהפעלה בהיפר-ריאליטי לאירועי מציאות מדומה ואפקטים נספחים של tDCS. גירוי מועבר באמצעות התקן tDCS מובנה מונחה סוללות באמצעות הגדרת אלקטרודה חד-צדדית 1 (אנודה) x 1 (קתודה). כל אלקטרודה ממוקמת 3 x 3 ס”מ (צפיפות נוכחית 2.22 A/m 2 ) כיסספוגרב שימוש רווי 0.9% מלוחים רגילים. ספוגים עם אלקטרודות מחוברים לגולגולת של המשתתף באמצעות סרט גומי עם האלקטרודות שהונחו כך שהם מכוונים לאזורים בתוך קליפת המוח הקדם-מצחית הקדם-מצחית. אוזניות המציאות המדומה ממוקמות מעל מונטאז’ tDCS באופן כזה כדי למנוע הפרעות אלקטרודה.
הפרעת דחק פוסט טראומטית (PTSD) היא מצב כרוני ומשתק הנפוץ במיוחד בקרב יוצאי צבא. למרות שכיחותה והשפעתה ההרסנית, רבים המקבלים פסיכותרפיה מבוססת ראיות ל- PTSD יש סימפטומים שיורית משמעותיים1. היישום הסינרגיסטי של גירוי מוחי לא פולשני יחד עם עקרונות ממוקדי PTSD של פסיכותרפיה מציג הזדמנות לשפר את הרווחים הטיפוליים ולהוריד את הנטל הקשור ל- PTSD.
מרכיב הליבה של PTSD הוא חוסר היכולת לעכב תגובת פחד לא מתאימה2,3. פעילות פתולוגית גבוהה באמיגדלה ובקליפת המוח הקדמית הגבית, אזורים המאפשרים את תגובת הפחד, דווחה בעקביות ב- PTSD. זאת לצד פעילות מופחתת בקליפת המוח הקדם-מצחית הקדם-מצחית (VMPFC), אזור שנחשב לווסת את תגובת הפחד3,4,5,6,7. בהתאם, הגדלת פעילות VMPFC אנדוגני במהלך עיבוד של גירויים מעוררי פחד עשוי להיות שיטה מבטיחה כדי לשפר את עיכוב הפחד ואת האפקטיביות של טיפולים מבוססי חשיפה.
פסיכותרפיות מבוססות חשיפה, טיפול קו ראשון ל- PTSD, שואפות להקל על למידה מתקנת על ידי הוראת חולים שהחוויה המסוכנת (כלומר, הגורם ל- PTSD שלהם) אינה קיימת עוד או מאיימת בסביבתם הנוכחית8,9. מעורבות רגשית בטיפול PTSD הוא מרכיב מכריע של הצלחה10 אבל הוא מופרע על ידי חולים שרוצים להימנע חווה רגשות מטרידים ואת נוכחותם של הפרעות פסיכיאטריות comorbid. גישה מושכת אחת למקסם ולעקוב אחר מעורבות רגשית על מפגשים היא באמצעות סביבות מציאות מדומה (VR) סוחפות ורלוונטיות מבחינה הקשרית11,12. יישום VR נתמך על ידי נתונים קודמים המצביעים על כך ש- VR יכול ליצור שיעורי יעילות דומים לאלה שנצפו עם התערבויות קוגניטיביות-התנהגותיות סטנדרטיות11,13,14. ל-VR יש יתרון נוסף של מתן סביבה מתוקננת לפיתוח טיפול לבדיקות השערה ספציפיות.
סביבת ה- VR מאפשרת גם שילוב של שיטות גירוי מוחי לא פולשניות, כגון גירוי זרם ישיר טרנס-קדנציאלי (tDCS). tDCS משנה עירור קליפת המוח באמצעות אפנון תת-קרקעי של פוטנציאל ממברנה במנוחה עצבית באמצעות זרם חשמלי קבוע (בדרך כלל 1 – 2 מ”א). גירוי מסופק בדרך כלל על פני תקופה של 20 – 30 דקות. ההשפעות של tDCS תלויות בקוטביות הנוכחית. למרות פשטנות יתר, בתיאוריה, זרימה נוכחית חיובית (כלומר, גירוי אנודיאלי) מגביר את הסבירות של depolarization עצבי, ואילו זרימה נוכחית שלילית (כלומר גירוי cathodal) מקטין את הסבירות של פוטנציאל פעולהעצבית 16,17. ככזה, tDCS מכין את המוח לתגובות הבאות לגירויים חיצוניים כדי להקל על למידה וזיכרון18.
tDCS יש פרופיל בטיחות חיובי כניקת סיכון נמוך כי הוא נסבל היטב הקשורים תופעות לוואי מינימליות19,20. tDCS הוא גם זול; מכשירי tDCS עולים כ-9,000 דולר בהשוואה ל-> 70 אלף דולר עבור שיטות לגירוי מוחי לא פולשניות הזמינות קלינית, כגון גירוי מגנטי טרנס-תברנטי. התקני tDCS הם גם ניידים, מכיוון שהם מופעלים באמצעות סוללה, בניגוד להזדקק למעגל חשמלי ייעודי. ניידות זו מאפשרת שימוש בכל מיקום משרד או חדר, כולל בבית. גורמים אלה מאפשרים להשתמש ב- tDCS בשילוב עם התערבויות טיפוליות כולל מציאות מדומה ומודלים קיימים של טיפול PTSD. שימוש גמיש עשוי להיות חשוב במיוחד בנוף החדש המספק טיפול פסיכיאטרי וגירוי מוחי לא פולשני בעולם שלאחר COVID19.
הפרוטוקול המפורט להלן נועד לשלב tDCS במהלך ניהול VR (tDCS + VR) אצל אנשים עם PTSD הקשורים ל- Warzone על מנת להגדיל את ההרגל החרדה. מפגשי ה-VR מאפשרים לתקנן את החשיפה לאירועים הקשורים לטראומה בין המשתתפים כדי להבטיח תוכן עקבי להרגל זה. המשתתפים עוברים שישה מפגשים של tDCS+VR במהלך שבועיים עד שלושה שבועות, כאשר כל מפגש מורכב משלושה דרייב-אין זהה של מציאות מדומה. שישה מפגשים נבחרו כדי להעריך את משך הזמן של VR ברוטבאום ואח ‘14 ו Difede ו הופמן21. מספר זה של מפגשים הראה יעילות במחקרים טיפוסיים, שאינם VR טיפול (למשל בראיינט ואח’22)ועודכן עוד יותר על ידי נתוני היתכנות ממחקר הפיילוט הקודם23. לאורך כל מפגש נמדדת הפסיכופיזיולוגיה (כלומר מוליכות העור). זה מאפשר בדיקה של בתוך ובין שינויים בהפעלה בהיפר-ריאליטי לאירועי מציאות מדומה ולהשפעות הנספחות של tDCS. עוצמת tDCS מוגדרת ב- 2 mA ומועברת באמצעות ממריץ מובנה מונחה סוללות המספק זרם קבוע וישיר באמצעות הגדרת אלקטרודה חד-צדדית בגודל 1 (אנודה) x 1 (קתודה). כל אלקטרודה ממוקמת 3 x 3 ס”מ (צפיפות נוכחית 2.22 A/m 2 ) כיסספוגרב שימוש רווי 0.9% מלוחים רגילים. ספוגים עם אלקטרודות מחוברים לגולגולת של המשתתף באמצעות סרט גומי עם האנודה הממוקמת מעל אזורי Fp1 ו- AF3 והקתודה מעל PO8 של מערכת תיאום אלקטרודה EEG 10 – 20 על מנת למקד את קליפת המוח הקדם-מצחית ventromedial תוך מניעת גירוי cathodal מעל קליפת המוח הקדם מצחית. מונטאז’ים אלקטרודה דומים, שמטרתם למקד את VMPFC, שימשו כדי לווסת את הכחדת תגובות פחד מותנות על ידי המעבדה שלנו24,25, כמו גם26אחרים . אוזניות המציאות המדומה ממוקמות מעל מונטאז’ tDCS באופן כזה כדי למנוע הפרעה לאלקטרודות tDCS. tDCS צריך להתחיל במהלך ייזום של VR23 ולהמשיך לאורך כל הדרך. המשתתפים חוזרים לביקורי הערכה לאחר טיפול של חודש ו-3 חודשים כדי להעריך את ההשפעות ארוכות הטווח של tDCS+VR על שינויים בסימפטומים של PTSD, דיכאון, חרדה וכעס, כמו גם שיפורים בשינה ובאיכות החיים. ההשערות שיש לבדוק הן 1A) התחזית כי tDCS + VR פעיל, בהשוואה ל- sham + VR, מביא לשינוי גדול יותר בתסמיני PTSD ובאיכות החיים / התפקוד החברתי בסוף הטיפול, ו- 1B) שינוי מתמשך ב- 1 ו -3 חודשים לאחר הטיפול, ו -2) שינוי בתגובות פסיכופיזיולוגיות, המשקף את ההרגל, מתייחס לשינויים בתסמיני PTSD ואיכות החיים / תפקוד שונה לאחר tDCS + VR פעיל לעומת מזויף + VR. ניסוי קליני זה רשום תחת מזהה ClinicalTrials.gov: NCT03372460.
הפרוטוקול המפורט לעיל מתאר את היישום בו-זמנית של tDCS ו- VR, בניגוד ליישום הסדרתי של כל טכניקה. לגבי שיטות קיימות, היישום בו זמנית של tDCS עם VR חשוב. בעוד ש- VR מספק סביבה עשירה וסוחפת בהקשר לעיבוד הקשור לפחד, גירוי תת-התת-קרקעי המסופק על ידי tDCS מאפשר אפננים של הפעלה עצבית מהותית הקשורה לעיבוד זה הקשור לפחד. ישנם מספר שלבים קריטיים בפרוטוקול זה שניתן לחלק לאלה הקשורים ליישום tDCS + VR ואלה הקשורים ללכידת נתונים פסיכופיזיולוגיים עבור ניתוחים. לגבי tDCS + VR, יש חשיבות קריטית כדי להבטיח אקראיות נכונה ויישום סימולטני של tDCS לאורך כל הפעלת VR. חבר צוות עיוור אחר יכול לבצע אישור נוסף של אקראיות.
באשר להבטחת tDCS + VR בו זמנית שני היבטים חשובים; 1) המכשול שהושג במהלך הגדרת tDCS ו-2) הפעלת התקן tDCS בסמיכות להפעלת VR. הנושא האחרון הוא פשוט יחסית צריך להבטיח כי tDCS מוחל ברציפות לאורך מצגת VR תוך שמירה היטב בתוך מגבלות הבטיחות של tDCS כאשר עוצמת 2 mA מוחל על משך של 25 דקות20. ביחס לעכבה, יש מניעה נמוכה רצויה. הידיעה אם מכשול הולם, או איכות מגע, מושגת תלויה בהתקן tDCS המשמש. התקנים מסוימים יציגו עכום ב- Ohms, כאשר נמוך יותר, בעוד שמכשירים אחרים משתמשים בסולם תצוגה של 10 או 20 נקודות המייצג את איכות המגע, כאשר גבוה יותר הוא טוב יותר. ללא קשר למכשיר הספציפי, השימוש מלוח רגיל, 0.9% פתרון NaCl, בניגוד למי ברז רגילים כדי להרטיב את ספוגי האלקטרודה משפר את העכבה35. השימוש במי ברז רגילים יש להימנע עוד יותר כי זה קשור להתרחשות של נגעים בעור קטן35,36, אחת תופעות הלוואי החמורות יותר האפשריות של tDCS. נגעים בעור יכולים להתרחש גם אם העור מתחת לאלקטרודות משוחוק במרץ לפני tDCS37 או אם נעשה שימוש בג’ל מוליך, אשר יכול להתייבש35,38, ולכן יש להימנע גם. לבסוף, עכבה גבוהה לפני תחילת tDCS יכולה לגרום להגיע או להתעלות על פרמטרי הבטיחות שנקבעו של המכשיר, אשר יפעיל את המכשיר לכבות את ניהול VR באמצע. למרות שחשוב להרטיב מספיק את ספוגי האלקטרודות כדי להבטיח עקשנות נאותה, זה צריך להיות מאוזן על ידי לא להשרות יתר על המידה את האלקטרודות, שכן זה עלול לגרום לדליפה, או טפטוף, של תמיסת מלח כאשר אוזניות VR ממוקם. דליפת תמיסת מלח עשויה לאפשר לזרם החשמלי “להתפשט” על פני שטח גדול יותר וכתוצאה מכךצפיפות זרםנמוכה יותר, אך לא ידועה 39 , אשר תלוי בעוצמת tDCS (ב- mA) ובגודל האלקטרודות (בס”מ2). כמו כן, חשוב כי הצג רכוב ראש VR לא פיזית לגעת ספוגים / אלקטרודות על מנת למנוע הפרעה של זרימת הזרם והזזת אלקטרודות כמו המשתתפים להזיז את הראש שלהם.
בפרוטוקול זה, מוליכות העור נחשבת לתוצאה עיקרית. מוליכות העור היא מדד פסיכופיזיולוגי של פעילות מערכת העצבים הסימפתטית40. גורמים אופייניים הקשורים לרכישת מוליכות העור, כגון השפעות של טמפרטורה ולחות סביבתית, הזדקנות, מצב עישון, שימוש בקפאין ושימוש בתרופות עם השפעות אנטיכולינרגיות41, יצטרכו להיחשב, אך לא תמיד ניתן לבטלם. לדוגמה, ניתן לבקש מהמשתתפים להימנע משימוש במוצרים המכילים קפאין לפני מפגשי VR, אך אין זה אתי לבקש מהם להפסיק תרופות נוגדות דיכאון. יתר על כן, מסיבות שאינן תמיד ברורות, חלק מהאנשים מפגינים רמות מוליכות עור נמוכות מאוד או בלתי ניתנות למימוש ו/או תגובות מוליכות העור, המודגשות באיור 4. לכן חשוב לרשום גודל מדגם מספיק כדי לסבול את האובדן, או היעדר, של נתונים. ספציפית ליישום פרוטוקול זה, יש לציין גם כי סמני אירוע מוזנים כעת באופן ידני במהלך לכידת הנתונים הפסיכופיזיולוגיים. למרות שמדובר במגבלה, אין זה נדיר במערכות בית החולים כי מחשב שאינו מנוהל על ידי בית חולים, במקרה זה המחשב המפעיל את סביבת VR, לא יכול להיות מחובר לרשת טכנולוגיית המידע המוצפנת של בית החולים. משמעות הדבר היא כי לא ניתן לקבל את המחשב המפעיל את סביבת VR לשלוח אותות (למשל באמצעות פעימת TTL) למחשב ללכוד נתונים פסיכופיזיולוגיים כי הוא ברשת בית החולים. למרות שהוא פחות אלגנטי, פתרון אחד הוא ששני חברי צוות מחקר יהיו נוכחים במהלך כל מפגש VR; כזו ששולטת בניהול ה-VR ובכזו שמכניסה באופן ידני סמני אירועים למעקב הפסיכופיזיולוגי, כפי שניתן לראות בחלק העליון של כל איור (ראו איור 1, איור 2, איור 3 ואיור 4). עם זאת, זה לא מתייחס לנוכחות של הפרש זמן קל, פחות מחצי שנייה, מרגע שאירועי VR מופעלים על ידי בקר ה- VR והזנת סמן האירוע על ידי האדם השני. ייתכן שמחקרים עתידיים ירצו לצמצם זאת כך שניתן יהיה לרשום סמני אירועים באופן אוטומטי. עם זאת, מומלץ מאוד לבחון את המשתתפים לאורך כל המפגשים. יש לצפות כי חלק מהמשתתפים עשויים להיות תגובות רגשיות חזקות במהלך המחקר או לחוות תופעות לוואי הקשורות למחלת סייבר. היכולת של צוות המחקר להגיב במהירות למצבים אלה מבטיחה את הטיפול הטוב ביותר האפשרי.
לסיכום, פרוטוקול זה משתמש tDCS בו זמנית במהלך VR כדי להגדיל את המגורים לתרחישים הקשורים לטראומה. היתרון העיקרי של גישה זו הוא השימוש בהקשר סוחף הקשור לטראומה ויישום טכניקת גירוי מוחי לא פולשנית במהלך תהליך קוגניטיבי רלוונטי מבחינה קלינית, בניגוד לעשייה זו ברציפות. בעוד הפרוטוקול המתואר כאן משתמש ביישום בתוך המשרד במדגם ותיק עם PTSD, גישה זו של גירוי מוחי לא פולשני בו זמנית ומציאות מדומה יכולה לתרגם להפרעות פחד וחרדה אחרות, כמו גם יישומים ביתיים של גישות מבוססות חשיפה.
The authors have nothing to disclose.
ברצוננו להודות לסידני בריג’ידו, האנה האלט, אמילי אייקן, ויקטוריה לארסון, מרג’י באוקר, כריסטיאנה פאוצ’ר ואלקסיס הארל על המאמץ המסור שלהם בפרויקט זה. עבודה זו נתמכה על ידי פרס הצטיינות (I01 RX002450) מארצות הברית (ארה”ב) המחלקה לענייני יוצאי צבא, שירות מחקר ופיתוח שיקומי והמרכז לנוירו-סטורציה ונוירוטכנולוגיה (N2864-C) בפרובידנס VA (שירות המחקר והפיתוח של השיקום VA). הדעות המובעות במאמר זה הן של המחברים ואינן מייצגות את דעותיהם של המחלקה לענייני חיילים משוחררים של ארה”ב או של ממשלת ארצות הברית. אנו מודים לכל המשתתפים.
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). |