Понимание влияния неинвазивной трансаурикулярной стимуляции блуждающего нерва на ЭЭГ и ВСР

Трансаурикулярная стимуляция блуждающего нерва (taVNS) — это новейший метод нейромодуляции, который не требует хирургического вмешательства и использует неинвазивное устройство стимуляции, размещенное на раковине или козелке уха. Следовательно, это доступнее и безопаснее для пациентов¹. В последние годы область taVNS быстро расширялась, в первую очередь сосредоточившись на клинических испытаниях, демонстрирующих потенциальные терапевтические преимущества при различных патологических состояниях, включая эпилепсию, депрессию, шум в ушах, болезнь Паркинсона, нарушение толерантности к глюкозе, шизофрению и фибрилляцию предсердий. Можно много говорить о taVNS и его влиянии на биологические процессы в центральных и периферических системах. В идеале, биологический маркер должен продемонстрировать, что аурикулярная ветвь блуждающего нерва была стимулирована, что влияет на внутричерепные структуры и позволяет исследователям анализировать, как taVNS влияет на физиологическую функцию. Тем не менее, без надежного биомаркера нелегко понять, что означают данные taVNS и как их эффективно интерпретировать.

Электроэнцефалография (ЭЭГ) является стимулирующим инструментом визуализации для получения биомаркеров taVNS. Это неинвазивный, надежный, недорогой подход к измерению и количественной оценке активности коры головного мозга ^3,4. После этого процесса наша группа провела систематический обзор, продемонстрировав элементарные детали того, что taVNS может влиять на активность коры головного мозга, в основном увеличивая активность спектра мощности ЭЭГ на более низких частотах (дельта и тета). Тем не менее, также были обнаружены различные результаты в более высоких частотах (альфа) и изменения в ранних компонентах ERP, связанных с ингибирующими задачами. Выявлена высокая гетерогенность между исследованиями; поэтому необходимы более однородные, более значимые и хорошо спланированные исследования, чтобы сделать более надежные выводы о влиянии taVNS на активность мозга, измеряемую с помощью ЭЭГ³. Оценка ЭЭГ во время taVNS может продвинуть будущие исследования по интеграции двух методов для мобильного, замкнутого контура, мониторинга и неинвазивного инструмента стимуляции, влияющего на колебательную^{активность мозга}.

Альфа-асимметрия, которая оценивает относительную активность альфа-полосы между полушариями мозга, особенно на фронтальных электродах, является часто исследуемым биомаркером ЭЭГ. В предыдущей литературе этот биомаркер использовался для анализа гипотезы «подход-уход» ^5,6, которая гласит, что правая лобная сторона мозга связана с абстинентным поведением. Напротив, левая лобная сторона связана с поведением при приближении. Поскольку альфа связана с низкой мозговой активностью, увеличение альфа в левой части мозга предполагает более низкую активность и может свидетельствовать об отсутствии поведения приближения. Эта концепция помогает объяснить некоторые результаты в альфа-полосе в левом полушарии у пациентов с депрессией⁷. Кроме того, электроды ЭЭГ регистрируют активность нейронных популяций, исследуя функциональную связность (ФК) или изменения в крупномасштабных сетях мозга, таких как сеть стандартного режима (DMN)^7,8.

Исходя из этого, количественная электроэнцефалография может быть использована для оценки влияния taVNS на активность мозга; Тем не менее, необходимы дополнительные исследования, чтобы систематически демонстрировать конкретные показатели и эффекты, которые выделяли бы неинвазивную стимуляцию через аурикулярную ветвь блуждающего нерва.

Периферически блуждающий нерв и симпатическая нервная система опосредуют сократительную и электрическую функцию сердца⁹. Эта регуляция способствует способности сердца к кардиостимулятору и контролирует ее через физиологические проявления тела, известные как деполяризация синуса. Вариабельность сердечного ритма (ВСР) регистрирует изменения за такт деполяризации синуса, тем самым неинвазивно описывая влияния блуждающего нерва на синусовый узел¹⁰. Учитывая эту функцию, ВСР рассматривалась и изучалась как важный биомаркер нейрокардиальной функции, связанный с благополучием человека и вероятностью заболеваемости, смертности и стресса^11,12.

В контексте taVNS ВСР регистрировалась во многих исследованиях, и считалось, что стимуляция модулирует ВСР ^9,11,12. Учитывая, что снижение ВСР связано с заболеваемостью и смертностью от различных заболеваний через такие механизмы, как гиперактивность симпатической нервной системы, воспалительная реакция и окислительный стресс, считается, что модуляция блуждающего нерва taVNS напрямую влияет на ВСР и ее синусовую регуляцию^13,14. На самом деле, некоторые исследования уже показали, что taVNS может увеличивать ВСР у здоровых субъектов, тем самым подтверждая эту гипотезу^. Тем не менее, все еще существует необходимость в более глубоком понимании того, могут ли различные параметры taVNS по-разному влиять на ВСР.

В настоящее время ни одно механистическое исследование не изучало эффекты нейронной сети taVNS и вегетативной нервной системы этого метода вместе. Таким образом, данный протокол направлен на то, чтобы оценить, как taVNS может влиять на показатели ЭЭГ и ВСР, а также оценить его безопасность. Кроме того, это также направлено на выявление предикторов, которые могут влиять на реакцию на taVNS. Понимание переменных, связанных с ответом на taVNS, может помочь в планировании будущих клинических испытаний для максимизации эффектов этого вмешательства.