De Sol-vlechtmethode voor het hanteren van dik haar tijdens transcraniële magnetische stimulatie: een adres voor mogelijke vooringenomenheid bij hersenstimulatie

Summary

Het haartype dat vaak wordt gezien bij historisch ondervertegenwoordigde minderheden lijkt te interfereren met transcraniële magnetische stimulatie (TMS). Hier beschrijven we een haarvlechtmethode (The Sol Braiding Technique) die TMS verbetert.

Abstract

Transcraniële magnetische stimulatie (TMS) is een techniek die vaak wordt gebruikt in de neurowetenschappen voor zowel therapeutische als onderzoeksdoeleinden. TMS biedt essentiële medische diensten, zoals de behandeling van ernstige depressies, en is van vitaal belang in bijna elke onderzoeksfaciliteit. Omdat TMS afhankelijk is van de plaatsing van de hoofdhuid, wordt aangenomen dat haar de werkzaamheid beïnvloedt omdat het de afstand tot de doelplaats varieert. Verder wordt aangenomen dat de haartexturen en -lengte die voornamelijk worden gezien bij minderheidspersonen aanzienlijke uitdagingen kunnen vormen voor het verzamelen van gegevens van hoge kwaliteit. Hier presenteren we voorlopige gegevens die aantonen dat TMS kan worden beïnvloed door haar, met name in historisch ondervertegenwoordigde minderheidsgroepen.

De Sol-vlechtbenadering wordt hier geïntroduceerd als een gemakkelijk te leren, snel te implementeren techniek die de variabiliteit in TMS vermindert. Vergeleken met negen deelnemers bleek dat de Sol-methode de sterkte en consistentie van het motorisch opgewekte potentieel (MEP) aanzienlijk verhoogde (p < 0,05). Door de fysieke haarbarrière te verwijderen die direct contact tussen de spiraal en de hoofdhuid belemmert, verbetert de Sol-aanpak de TMS-afgifte. De MEP-piekamplitude en het MEP-gebied onder de curve (AUC) bleken hierdoor toe te nemen. Hoewel deze gegevens voorlopig zijn, zijn ze een belangrijke stap in het aanpakken van diversiteit in de neurowetenschappen. Deze procedures worden uitgelegd voor niet-vlechtexperts.

Introduction

Neurowetenschappelijk onderzoek omvat van nature paradigmaverschuivingen en innovaties voor het begrijpen van de hersenfunctie, neurologische handicaps en psychiatrische stoornissen¹. Ondanks veel vooruitgang is de discipline van de neurowetenschappen in sommige opzichten tekortgeschoten. Er bestaan bijvoorbeeld raciale verschillen, zowel in het aantal onderzoekers, maar ook in de vertegenwoordiging van proefpersonen en patiënten in onderzoek. Talrijke ondervertegenwoordigde personen uit minderheidsgroepen zijn afwezig in experimenten en klinische studies². Slechts 5 publicaties van de 81 peer-reviewed EEG-artikelen op basis van de hoofdhuid van september tot oktober 2019 gaven specifiek aan dat er een steekproef was met minderheidspersonen. Bovendien hebben recente studies aangetoond dat personen uit ondervertegenwoordigde minderheidsgroepen vaak verkeerd werden gediagnosticeerd of de onderzoekers niet vertrouwden. Assari et al. ontdekten dat de gezondheidszorggemeenschap, met name de helft van de blanke medische studenten en bewoners, geloofde dat Afro-Amerikanen een dikkere huid hebben dan blanken, wat hun medische oordeel en behandelingsstrategieën beïnvloedde ^3,4. Vanwege het ontbreken van gegevens van minderheidsdeelnemers zijn de onderzoeksresultaten minder generaliseerbaar en vertonen ze verschillen voor minderheidspopulaties. Om ervoor te zorgen dat de onderzoekspopulatie representatief is voor de patiënten die het medicijn of geneesmiddel zullen gebruiken en dat de resultaten generaliseerbaar zijn, moeten klinische onderzoeken een diverse groep deelnemers omvatten⁵.

Van belang voor de neurowetenschap op basis van de hoofdhuid is de aparte vorm, dikte, styling en dichtheid die vaak wordt gezien in ondervertegenwoordigd minderheidshaar. De follikelvorm is bijvoorbeeld een kenmerk dat Afrikaans haar onderscheidend maakt. Afrikaans haar komt van kleinere, meer elliptische en platte follikels, terwijl Kaukasische en Aziatische haarzakjes meer cirkelvormig en groot zijn⁶. Wanneer minderheden hun haar wassen, krult het, wat problemen oplevert voor onderzoekers in hun experimenten. Minderheidsgroepen wordt soms geadviseerd om hun haar te wassen en steil te maken met haarproducten voordat ze binnenkomen voor beeldvorming op basis van de hoofdhuid, maar dit kan van invloed zijn op de nauwkeurigheid van de gegevens. Gegevens zijn vertekend omdat minder deelnemers van minderheidsgroepen zich vrijwillig zouden aanmelden en gegevens van hen kunnen worden weggegooid omdat ze van mindere kwaliteit zijn. Bovendien worden minderheidspersonen vanwege hun typische kapsels (zoals cornrows en vlechten) soms gezien als moeilijk te werven en te behouden². Rosen et al. bestudeerden een man van Afrikaanse afkomst die dreadlocks droeg, een stijl die werd gedragen door ondervertegenwoordigde minderheidsindividuen, en die onvloeiend was in spontane spraak⁷. Hij wilde een behandeling ondergaan met behulp van beeldvorming op basis van de hoofdhuid, omdat er steeds meer bewijs was voor de werkzaamheid en het verdraagbaar was.

Een van de op de hoofdhuid gebaseerde beeldvormingstechnieken die veel wordt gebruikt, is transcraniële magnetische stimulatie (TMS). TMS is een op het oppervlak gebaseerde beeldvormingstechniek die op een niet-invasieve manier wordt gebruikt om gelokaliseerde verhogingen van de hersenactiviteit te induceren. Het vermogen om neuronale activiteit in het menselijk brein te beheersen, maakt TMS tot een cruciaal hulpmiddel voor zowel experimentele als therapeutische neurowetenschappen⁸. Om standaard veiligheidsaanbevelingen vast te stellen, biedt TMS-intensiteit, wanneer weergegeven als een percentage van de motordrempel (MT), een generaliseerbare indicator van toegepaste stimulatie die kan worden gebruikt met elke spoelvorm of soort stimulator⁹. De motor evoked potential (MEP’s) die wordt gebruikt bij het bepalen van MT kan ook een maat zijn voor cortico-excitabiliteit, die wordt opgewekt door TMS over de menselijke motorische cortex^{10,11,12,1,3,14,15,16}. TMS wordt afgeleverd aan de motorische cortex, die activering veroorzaakt in de contralaterale regio’s. Meestal worden delen van de hand getarget, omdat het stimulerende doel niet moeilijk te vinden is op de motorische cortex, en het bevestigen van elektroden of het visueel monitoren van hand-/cijferreacties eenvoudig is. De mechanismen die de motoroutput regelen, kunnen beter worden begrepen met behulp van EP-leden. Omdat Europarlementariërs worden gebruikt om individuele verschillen in MT te meten, maken ze nu deel uit van vrijwel elke TMS-toepassing. Over het algemeen is het gevaarlijk om TMS te gebruiken zonder een bepaald aspect van MT te meten. Als TMS boven het juiste MT wordt toegediend, kunnen epileptische aanvallen het gevolg zijn. Als TMS onder MT wordt toegediend, kunnen de resultaten verminderd of afwezig zijn (d.w.z. gerichte neuronen kunnen mogelijk niet worden gedepolariseerd). Nauwkeurige MT-rapportage is ook van cruciaal belang bij het vergelijken van onderzoeken. Veel van de onderzoeken in ons lab gebruiken bijvoorbeeld een waarde van 90%, wat andere onderzoekers vertelt dat een toepassing van 110% tot een groter effect kan leiden.

Stokes et al. onderzochten verschillende afstanden tussen het doelgebied en de stimulerende spoel en vonden vervolgens een direct lineair verband tussen de afstand en de MT ^8,17 van de individuen. Daarom kunnen minderheidsgroepen, sommige met dikker natuurlijk haar, minder nauwkeurige MT’s/MEP-metingen hebben. In een enquête gericht op de TMS-gemeenschap van gepubliceerde auteurs, ontdekten we dat wanneer we open vragen stelden, zoals “speelt haar een rol bij impedantie?” experts in het veld antwoordden: “Het verhoogt de drempels. Het haar opzij bewegen, het samendrukken, enz.;” We proberen gel te gebruiken om dat contact te overbruggen, maar daar kan niet veel aan worden gedaan;” ” Dik haar maakt ook het contact moeilijk; hetzelfde als hierboven”; ” Meer haar maakt stimulatie moeilijker, vooral als het een goed contact van de hoofdhuid met de spoel verhindert¹⁸. Dichte haargroei maakt het een uitdaging om contact te maken tussen de TMS-spoel en de hoofdhuid, waardoor er minimaal tot geen contact is en het signaal wordt belemmerd. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat het vlechten van dik, stug haar de impedanties in beeldvorming op basis van de hoofdhuid^vermindert6. Met behulp van de kenmerken van grof of krullend haar ontdekten Etienne et al. dat het vlechten van het haar van een deelnemer in cornrows de signaalintegriteit behoudt bij gebruik van EEG.

We introduceren de Sol “Sun”-methode om een oplossing te bieden voor het beheer van het haar bij ondervertegenwoordigde minderheden. Vanwege de dikte en grofheid van hun haar, voorspelden we dat haar dat doorgaans wordt gezien bij ondervertegenwoordigde minderheden beter zal reageren op deze procedure, omdat het het haar zal behouden (d.w.z. niet scheren) en langdurige metingen mogelijk maakt. Deze methoden zijn gemakkelijk aan te leren, te leren en uit te voeren; geen extra apparatuur nodig hebben; verhogen de veiligheidsrisico’s niet; eer en respecteer het natuurlijke haar van de deelnemers; en bevorder trots bij de deelnemer (en onderzoekers) die zich eerder misschien ontmoedigd voelden door op de hoofdhuid gebaseerde technieken.

Protocol

Het hier gepresenteerde onderzoek is goedgekeurd door de commissie van de Institutional Review Board (IRB) van de Montclair State University, geïnitieerd in 2001 en jaarlijks bijgewerkt tot en met 2023. Alle deelnemers werden behandeld binnen de ethische richtlijnen van de American Psychological Association. Typische veiligheidsprocedures werden gevolgd. We hebben bijvoorbeeld negen volwassenen gerekruteerd uit de algemene bevolking van de Montclair State University met behulp van flyers en mond-tot-mondreclame. Alle pr…

Representative Results

Voor alle stimulatiesessies werd een TMS-apparaat met één puls en een spoel van 70 mm in de vorm van een 8 gebruikt. Europarlementariërs werden verworven met behulp van standaardversterkers en software die op een lokale computer was geïnstalleerd. Alle Europarlementariërs werden verkregen door drie elektroden te bevestigen die gericht waren op de Abductor Pollicis Brevis-spier (APB). De belangrijkste geteste hypothese was dat de Sol-methode grotere amplitudes en AUC zou produceren in…

Discussion

Cornrows mogen de hoek (bijv. 45°) van de TMS-spoel niet hinderen. Als ze dat doen, moet een van de cornrows mogelijk opnieuw worden gedaan om dit probleem te verhelpen. Als het correct wordt gedaan, moeten de leden van het Europees Parlement consistent zijn (figuur 6).

Door gebruik te maken van de kenmerken van krullend of stug haar, behoudt deze methode van vlechten de integriteit van het TMS-signaal. In deze studie waren we in staat om de MEP-omvang aanzienlij…

Materials

Android Samsung Tablet (for MEPs)
Cloth Measuring Tape
COVID Appropriate Sanitizers and Safety Masks/Gloves
Figure of 8 Copper TMS Coil
Lenovo T490 Laptop
Magstim 200 Single Pulse
Magstim Standard Coil Holder
Speedo Swim Caps
Testable.Org Account and Software
Trigno 2 Lead Sensor (for MEPs)
Trigno Base and Plot Software (for MEPs)