Bu makale, travma sonrası stres bozukluğu olan gaziler için sanal gerçeklik kullanılarak warzone travması ile ilgili ipuçlarına maruz kalma sırasında transkraniyal doğru akım stimülasyonunun aynı anda uygulanmasına izin vermek için yeni bir protokolü özetlemektedir.
Transkraniyal doğru akım stimülasyonu (tDCS), nöral istirahat membranlarının modülasyonu yoluyla nöronal ateşleme olasılığını değiştiren invaziv olmayan bir beyin stimülasyonu şeklidir. Diğer tekniklerle karşılaştırıldığında, tDCS nispeten güvenli, uygun maliyetlidir ve bireyler kontrollü, spesifik bilişsel süreçlerle uğraşırken uygulanabilir. TDCS ağırlıklı olarak aktif sinir bölgelerini etkileyebileceği için bu ikinci nokta önemlidir. TDCS’yi psikiyatrik hastalıklar için potansiyel bir tedavi olarak test etmek amacıyla, burada açıklanan protokol, travma ile ilgili ipuçlarına maruz kalma sırasında travma ile ilgili ipuçlarına maruz kalma sırasında travma sonrası stres bozukluğu (NCT03372460) olan gaziler için tDCS’nin eşzamanlı olarak uygulanmasına izin veren yeni bir prosedürü özetlemektedir. Bu çift kör protokolde katılımcılar, Irak veya Afganistan üzerinden üç adet 8 dakikalık standartlaştırılmış sanal gerçeklik sürüşünü pasif olarak izlerken 25 dakika boyunca 2 mA tDCS veya sahte stimülasyon almak üzere atanır ve her sürüş sırasında sanal gerçeklik etkinliklerinin yoğunluğu artar. Katılımcılar 2-3 hafta boyunca altı seans tDCS +VR geçirir ve her seans boyunca psikofizyoloji (cilt iletim reaktivitesi) ölçülür. Bu, sanal gerçeklik olaylarına hiper uyarıdaki oturum değişiklikleri ve tDCS’nin yardımcı etkileri için teste izin verir. Stimülasyon, 1 (anot) x 1 (katot) tek taraflı elektrot kurulumu kullanılarak dahili şarj edilebilir pil tahrikli tDCS cihazı aracılığıyla teslim edilir. Her elektrot% 0.9 normal salin ile doymuş 3 x 3 cm (akım yoğunluğu2.22A/m 2) yeniden kullanılabilir sünger cebe yerleştirilir. Elektrotlu süngerler, ventromedial prefrontal korteks içindeki bölgeleri hedefecek şekilde yerleştirilmiş elektrotlarla birlikte kauçuk bir kafa bandı kullanılarak katılımcının kafatasına tutturulur. Sanal gerçeklik kulaklığı, tDCS montajının üzerine elektrot parazitini önleyecek şekilde yerleştirilir.
Travma sonrası stres bozukluğu (TSSB), özellikle gaziler arasında yaygın olan kronik ve devre dışı bırakma durumudur. Yaygınlığına ve yıkıcı etkisine rağmen, TSSB için kanıta dayalı psikoterapi alan birçok kişi önemli artık semptomlara sahiptir1. İstilacı olmayan beyin stimülasyonunun TSSB odaklı psikoterapi ilkeleri ile birlikte sinerjik uygulaması, terapötik kazanımları iyileştirmek ve TSSB ile ilgili yükleri azaltmak için bir fırsat sunmaktadır.
TSSB’nin temel bir bileşeni, maladaptif bir korku tepkisini inhibe edememedir2,3. Amigdala ve dorsal ön singulat kortekste patolojik olarak yüksek aktivite, korku yanıtını kolaylaştıran bölgeler, TSSB’de sürekli olarak bildirilmiştir. Bu, korku tepkisini aşağı düzenlediği düşünülen bir bölge olan ventromedial prefrontal kortekste (VMPFC) azaltılmış aktivitenin yanı sıra3, 4,5,6,7. Buna göre, korku uyandıran uyaranların işlenmesi sırasında endojen VMPFC aktivitesinin artırılması, korkunun inhibisyonunu ve maruziyete dayalı tedavilerin etkinliğini artırmak için umut verici bir yöntem olabilir.
TSSB için birinci basamak bir tedavi olan maruziyete dayalı psikoterapiler, hastalara mevcut ortamlarında tehlikeli deneyimin (yani TSSB’lerinin nedeninin) artık mevcut olmadığını veya tehdit edici olmadığını öğreterek düzeltici öğrenmeyi kolaylaştırmayı amaçlamaktadır8,9. TSSB terapisinde duygusal etkileşim başarı10’un önemli bir bileşenidir, ancak sıkıntılı duygular ve komorbid psikiyatrik bozuklukların varlığından kaçınmak isteyen hastalar tarafından engellenir. Oturumlar üzerinden duygusal etkileşimi en üst düzeye çıkarmak ve izlemek için çekici bir yaklaşım, sürükleyici ve bağlamsal olarak alakalı sanal gerçeklik (VR) ortamları11,12. VR uygulaması, VR’ın standart bilişsel davranışçı müdahalelerle gözlenenlerle karşılaştırılabilir etkinlik oranları oluşturabileceğini gösteren önceki verilerle desteklenir11,13,14. VR, spesifik hipotez testleri için tedavi gelişimi için standartlaştırılmış bir ortam sağlamanın ek avantajına sahiptir.
VR ortamı ayrıca transkraniyal doğru akım stimülasyonu (tDCS) gibi yardımcı non-invaziv beyin stimülasyon yöntemlerinin entegrasyonuna izin verir. tDCS, zayıf (tipik olarak 1 – 2 mA) sabit elektrik akımı15kullanarak nöronal istirahat membran potansiyellerinin subthreshold modülasyonu yoluyla kortikal uyarilebilirliği değiştirir. Stimülasyon genellikle 20 – 30 dakikalık bir süre boyunca sağlanır. tDCS’nin etkileri mevcut polariteye bağlıdır. Her ne kadar aşırı basitleştirme, teoride pozitif akım akışı (yani anodal stimülasyon) nöronal depolarizasyon olasılığını artırırken, negatif akım akışı (yani katodal stimülasyon) nöronal etki potansiyellerinin olasılığını azaltır16,17. Bu nedenle, tDCS öğrenmeyi ve hafızayı kolaylaştırmak için beyni dış uyaranlara sonraki yanıtlar için okur18.
tDCS, iyi tolere edilen ve minimum yan etkilerle ilişkili düşük riskli bir teknik olarak elverişli bir güvenlik profiline sahiptir19,20. tDCS de ucuzdur; tDCS cihazları, transkraniyal manyetik stimülasyon gibi klinik olarak mevcut invaziv olmayan beyin stimülasyon yöntemleri için > $ 70K ile karşılaştırıldığında yaklaşık 9.000 $ ‘a mal olur. tDCS cihazları, özel bir elektrik devresine ihtiyaç duymanın aksine, pille çalıştıkları için taşınabilirdir. Bu taşınabilirlik, evde de dahil olmak üzere herhangi bir ofis konumunda veya odada kullanılmasına izin verir. Bu faktörler, tDCS’nin VR ve mevcut TSSB tedavisi modelleri de dahil olmak üzere terapötik müdahalelerle birlikte kullanılmasını sağlar. Esnek kullanım, COVID19 sonrası dünyada psikiyatrik bakım ve invaziv olmayan beyin stimülasyonu sağlayan yeni manzarada özellikle önemli olabilir.
Aşağıda ayrıntılı olarak açıklanan protokol, endişeli alışkanlığı artırmak için VR yönetimi (tDCS + VR) sırasında tDCS’yi savaş bölgesi ile ilgili TSSB’li bireylere entegre etmek için tasarlanmıştır. VR oturumları, travmayla ilgili olaylara maruz kalmanın katılımcılar arasında standart hale getirilerek bu alışkanlık için tutarlı bir içerik sağlanmasını sağlar. Katılımcılar, iki ila üç hafta boyunca altı seans tDCS + VR’dan geçer ve her oturum üç özdeş VR drive-through’dan oluşur. Rothbaum ve ark.14 ve Difede & Hoffman21’deVR süresini yaklaşık olarak iki seans seçti. Bu seans sayısı tipik, VR dışı tedavi çalışmalarında (örneğin Bryant veark. 22)etkinlik göstermiştir ve önceki pilot çalışmadan elde edilen fizibilite verileri ile daha fazla bilgilendirilmiştir23. Her seans boyunca psikofizyoloji (yani cilt iletimi) ölçülür. Bu, sanal gerçeklik olaylarına hiper uyarılmadaki oturum değişikliklerinin ve tDCS’nin yardımcı etkilerinin testine izin verir. tDCS yoğunluğu 2 mA olarak ayarlanır ve 1 (anot) x 1 (katot) tek taraflı elektrot kurulumu kullanılarak sabit, doğru akım sağlayan dahili şarj edilebilir pil tahrikli bir uyarıcı aracılığıyla teslim edilir. Her elektrot% 0.9 normal salin ile doymuş 3 x 3 cm (akım yoğunluğu2.22A/m 2) yeniden kullanılabilir sünger cebe yerleştirilir. Elektrotlu süngerler, prefrontal korteks üzerinde katodal stimülasyonu önlerken ventromedial prefrontal korteksi hedeflemek için Fp1 ve AF3 bölgelerinin üzerine yerleştirilen anot ve 10 – 20 EEG elektrot koordinasyon sisteminin PO8 üzerindeki katot ile kauçuk bir kafa bandı kullanılarak katılımcının kafatasına tutturulur. VMPFC’yi hedeflemeyi amaçlayan benzer elektrot montajları, laboratuvarımız24,25 ve diğerleri tarafından koşullandırılmış korku tepkilerinin yok olmasını modüle etmek için kullanılmıştır26. Sanal gerçeklik kulaklığı, tDCS montajının üzerine tDCS elektrotlarına müdahaleyi önleyecek şekilde yerleştirilir. tDCS, VR23’ün başlatılması sırasında başlamalı ve boyunca devam etmelidir. Katılımcılar, tDCS +VR’ın TSSB, depresyon, anksiyete ve öfke semptomlarındaki değişikliklerin yanı sıra uyku ve yaşam kalitesindeki iyileşmeler üzerindeki uzun vadeli etkilerini değerlendirmek için 1 ve 3 aylık tedavi sonrası değerlendirme ziyaretleri için geri dönerler. Test edilecek hipotezler 1A) aktif tDCS + VR tahmini, sham+VR ile karşılaştırıldığında, tedavi sonunda TSSB semptomlarında ve yaşam kalitesinde / sosyal işlevde daha fazla değişiklik ve 1B) tedavi sonrası 1 ve 3 aylıkken sürekli değişim ve 2) psikofizyolojik yanıtlardaki değişim, alışkanlık yansıtıcı, aktif tDCS + VR’a karşı sham + VR’dan sonra TSSB semptomlarındaki ve yaşam kalitesindeki / çalışma kalitesindeki değişikliklerle ilgilidir. Bu klinik çalışma ClinicalTrials.gov Tanımlayıcısı altında kayıtlıdır: NCT03372460.
Yukarıda ayrıntılı olarak açıklanan protokol, her iki tekniğin seri uygulamasının aksine, tDCS ve VR’ın eşzamanlı uygulamasını açıklar. Mevcut yöntemlerle ilgili olarak, tDCS’nin VR ile aynı anda uygulanması önemlidir. VR, korkuyla ilgili işleme için bağlamsal olarak zengin ve sürükleyici bir ortam sağlarken, tDCS tarafından sağlanan alt ayar stimülasyonu, bu korkuyla ilgili işlemle ilişkili içsel nöral aktivasyonun modülasyonlarına izin verir. Bu protokolde, tDCS +VR uygulamasıyla ilgili olanlara ve analizler için psikofizyolojik veri yakalama ile ilgili olanlara ayrılabilecek birden fazla kritik adım vardır. tDCS+VR ile ilgili olarak, tüm VR oturumu boyunca tDCS’nin doğru randomizasyonunu ve eşzamanlı uygulamasını sağlamak kritik öneme sahiptir. Başka bir kör personel randomizasyonun daha fazla teyidini gerçekleştirebilir.
Eşzamanlı tDCS + VR’ın sağlanmasına gelince, iki yön önemlidir; 1) tDCS kurulumu sırasında elde edilen empedans ve 2) tDCS cihazını VR’ı başlatmaya yakın bir yerde başlatmak. İkinci konu nispeten basittir ve 25 dakikalık bir süre boyunca 2 mA yoğunluğu uygulandığında tDCS’nin güvenlik sınırları içinde kalırken VR sunumu boyunca sürekli olarak uygulandığından emin olmalıdır20. Empedans ile ilgili olarak, düşük empedans arzu edilir. Yeterli empedans veya temas kalitesinin elde edilip edilmediğini bilmek, kullanılan tDCS cihazına bağlıdır. Bazı cihazlar, daha düşük olan Ohms’ta empedans gösterirken, diğer cihazlar daha yüksek olan temas kalitesini temsil eden 10 veya 20 noktalı bir ekran ölçeği kullanır. Spesifik cihazdan bağımsız olarak, elektrot süngerlerini nemlendirmek için normal musluk suyunun aksine normal salin, % 0.9 NaCl çözeltisinin kullanılması empedansı artırır35. Düzenli musluk suyunun kullanımından daha fazla kaçınılmalıdır, çünkü küçük cilt lezyonlarının oluşumu ile ilişkilidir35,36, tDCS’nin daha ciddi olası yan etkilerinden biri. Elektrotların altındaki cilt tDCS37’den önce kuvvetli bir şekilde aşındırılırsa veya 35,38kurutabilen iletken bir jel kullanılırsa cilt lezyonları da ortaya çıkabilir ve bu nedenle kaçınılmalıdır. Son olarak, tDCS’yi başlatmadan önce yüksek bir empedans, cihazın öngörülen güvenlik parametrelerine ulaşmasına veya geçmesine neden olabilir ve bu da cihazın ORTA VR yönetimini kapatmasını tetikleyecektir. Yeterli empedansı sağlamak için elektrot süngerlerini yeterince nemlendirmek önemli olsa da, VR başlığı yerleştirildiğinde salin sızmasına veya damlamasına neden olabileceğinden, bu elektrotları aşırı ıslatmayarak dengelenmelidir. Salin sızıntısı, elektrik akımının daha büyük bir alana ‘yayılmasına’ izin verebilir, bu da daha düşük, ancak bilinmeyen akım yoğunluğu39, bu da tDCS yoğunluğuna (mA olarak) ve elektrotların boyutuna (cm2olarak) bağlıdır. Aynı şekilde, katılımcılar kafalarını hareket ettirirken akım akışının bozulmasını ve elektrotların kaymasını önlemek için VR kafaya monte ekranın süngerlere/ elektrotlara fiziksel olarak dokunmaması önemlidir.
Bu protokolde, cilt iletimi birincil sonuç ölçüsü olarak kabul edilir. Cilt iletimi sempatik sinir sistemi aktivitesinin psikofizyolojik bir ölçüsüdür40. Çevresel sıcaklık ve nem etkileri, yaşlanma, sigara içme durumu, kafein kullanımı ve antikolinerjik etkileri olan ilaçların kullanımı gibi cilt iletim kazanımı ile ilişkili tipik faktörleringözönünde bulundurulmasını gerekir, ancak her zaman ortadan kaldırılamaz. Örneğin, katılımcılardan VR oturumlarından önce kafein içeren ürünleri kullanmaktan kaçınmalarını istemek mümkündür, ancak antidepresan ilaçları bırakmalarını istemek etik değildir. Ayrıca, her zaman açık olmayan nedenlerden dolayı, bireylerin bir kısmı Şekil 4’tevurgulanan çok düşük veya ölçülemez cilt iletim seviyeleri ve / veya cilt iletim yanıtları göstermektedir. Bu nedenle, veri kaybını veya devamsızlıklarını tolere etmek için yeterli bir örnek boyutu kaydetmek önemlidir. Bu protokolün uygulanmasına özgü olarak, psikofizyolojik veri yakalama sırasında olay işaretleyicilerinin şu anda manuel olarak girildiği de belirtilmelidir. Bu bir sınırlama olmasına rağmen, hastane dışı yönetilen bir bilgisayarın, bu durumda VR ortamını çalıştıran bilgisayarın şifreli hastane bilgi teknolojisi ağına bağlanamaması hastane sistemlerinde nadir değildir. Bu, VR ortamını çalıştıran bilgisayarın hastane ağında yer alan psikofizyolojik veri yakalama bilgisayarına sinyal(örneğin TTL darbesi yoluyla) göndermesinin mümkün olmadığı anlamına gelir. Daha az zarif olmasına rağmen, bir çözüm her VR oturumu sırasında iki araştırma ekibi üyesinin bulunmasıdır; VR yönetimini kontrol eden ve her şeklin üst kısmında görülebileceği gibi psikofizyolojik izleme için olay işaretleyicilerini manuel olarak giren bir tane (bkz. Şekil 1, Şekil 2, Şekil 3 ve Şekil 4). Ancak bu, VR olaylarının VR denetleyicisi tarafından başlatılmasından ve olay işaretleyicisinin ikinci kişi tarafından girilmesinden itibaren yarım saniyeden daha az bir süre farkının varlığını ele almaz. Gelecekteki çalışmalar, olay işaretçilerinin otomatik olarak kaydedilebilmesi için bunu azaltmak isteyebilir. Yine de, VR ortamını işleten kişiden farklı olarak, katılımcıyı oturumlar boyunca gözlemleyebilen ikinci bir araştırma ekibi üyesinin varlığı şiddetle tavsiye edilir. Bazı katılımcıların çalışma sırasında güçlü duygusal tepkiler verebileceği veya siber hastalıkla ilgili yan etkiler yaşayabileceği beklenmelidir. Araştırma ekibinin bu durumlara hızlı bir şekilde yanıt verebilmesi mümkün olan en iyi bakımı sağlar.
Özetle, bu protokol travma ile ilgili senaryolara yerleşimi artırmak için VR sırasında eşzamanlı tDCS kullanır. Bu yaklaşımın temel avantajı, ardışık olarak yapmanın aksine, klinik olarak ilgili bir bilişsel süreç sırasında sürükleyici travma ile ilgili bir bağlamın kullanılması ve invaziv olmayan bir beyin stimülasyon tekniğinin uygulanmasıdır. Burada açıklanan protokolde TSSB’li deneyimli bir örnekte ofis içi uygulama kullanırken, eşzamanlı invaziv olmayan beyin stimülasyonu ve sanal gerçeklik yaklaşımı, diğer korku ve anksiyete bozukluklarının yanı sıra maruziyete dayalı yaklaşımların evde uygulamalarına da çevrilebilir.
The authors have nothing to disclose.
Sydney Brigido, Hannah Hallett, Emily Aiken, Victoria Larson, Margy Bowker, Christiana Faucher ve Alexis Harle’e bu projedeki özverili çabaları için teşekkür ederiz. Bu çalışma Amerika Birleşik Devletleri’nden (ABD) bir Liyakat Ödülü (I01 RX002450) ile desteklendi. Gazi İşleri, Rehabilitasyon Araştırma ve Geliştirme Servisi ve Providence VA’da (VA Rehabilitasyon Araştırma ve Geliştirme Servisi) Nörorestorasyon ve Nöroteknoloji Merkezi (N2864-C). Bu makalede ifade edilen görüşler yazarların görüşleridir ve ABD Gazi İşleri Bakanlığı veya Abd Hükümeti’nin görüşlerini temsil etmez. Tüm katılımcılara teşekkür ederiz.
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). |