経頭蓋磁気刺激における太毛の扱い方に関する研究 : 脳刺激における潜在的バイアスへの対処法
Summary
歴史的に過小評価されてきたマイノリティによく見られる髪のタイプは、経頭蓋磁気刺激法(TMS)に干渉するようです。ここでは、TMSを改善するヘアブレイディング法(The Sol Braiding Technique)について説明します。
Abstract
経頭蓋磁気刺激法(TMS)は、治療目的と研究目的の両方で神経科学で頻繁に利用される技術です。TMSは、大うつ病の治療などの重要な医療サービスを提供し、ほぼすべての研究施設で不可欠です。TMSは頭皮の配置に依存しているため、毛髪は標的部位までの距離にばらつきがあるため、効果に影響を与えると考えられています。さらに、マイノリティの人に多く見られる髪の質感や長さは、高品質なデータの収集に大きな課題をもたらす可能性があると推測されます。ここでは、TMSが特に歴史的に過小評価されてきたマイノリティグループにおいて、髪の毛の影響を受ける可能性があることを示す予備データを紹介します。
ここでは、ソル編組アプローチを、TMSのばらつきを減らす、習得しやすく、すぐに実装できる手法として紹介します。9人の参加者を比較すると、Sol法は運動誘発電位(MEP)の強度と一貫性を有意に増加させることがわかりました(p < 0.05)。Solアプローチは、コイルと頭皮の直接的な接触を妨げる物理的な毛髪のバリアを取り除くことにより、TMSの送達を強化します。その結果、MEPのピーク振幅とMEP曲線下面積(AUC)が増加することが示されました。これらのデータは予備的なものですが、神経科学の多様性に対処するための重要なステップです。これらの手順は、編組の専門家ではない人のために説明されています。
Introduction
神経科学研究は、その性質上、脳機能、神経障害、精神疾患を理解するためのパラダイムシフトとイノベーションを伴います1。多くの進歩にもかかわらず、神経科学の分野はいくつかの面で不十分です。例えば、研究者の数だけでなく、研究における被験者や患者の代表性にも人種的な格差が存在します。マイノリティグループの多くの過小評価された人々が実験や臨床研究に欠席しています2。2019年9月から10月にかけての頭皮ベースの脳波に関する査読付き論文81件のうち、マイノリティの個人を含むサンプルがあることを具体的に示したのは5件のみでした。さらに、最近の研究では、過小評価されているマイノリティグループの個人がしばしば誤診されたり、研究者を信頼できなくなったりしていることが示されました。Assariらは、医療コミュニティ、特に白人の医学生と研修医の半数が、アフリカ系アメリカ人は白人よりも皮膚が厚いと信じており、それが彼らの医学的判断と治療戦略に影響を与えていることを発見しました3,4。マイノリティの参加者からのデータがないため、研究結果は一般化できず、マイノリティの人口に格差があることを示しています。治験集団が医薬品または医薬品を使用する患者を代表し、結果が一般化可能であることを確認するために、臨床試験には多様な参加者グループを含める必要があります5。
頭皮に基づく神経科学にとって興味深いのは、過小評価されているマイノリティの髪によく見られる独特の形状、厚さ、スタイリング、密度です。例えば、毛包の形は、アフリカの髪を際立たせる特徴の一つです。アフリカの髪は、より小さく、より楕円形で、平らな毛包から来ていますが、白人とアジアの毛包はより円形で大きいです6。マイノリティが髪を洗うと髪がカールしてしまい、研究者の実験が難しくなります。マイノリティグループは、頭皮ベースのイメージングを受ける前に、ヘアケア製品を使用して髪を洗ってまっすぐにすることを勧められることがありますが、そうするとデータの精度に影響を与える可能性があります。マイノリティグループの参加者がボランティアをする人が少なく、マイノリティグループのデータが品質が低いために破棄される可能性があるため、データが歪んでいます。さらに、彼らの典型的なヘアスタイル(コーンロウや三つ編みなど)のために、マイノリティ化された個人は、採用して維持するのが難しいと認識されることがあります2。Rosenらは、過小評価されたマイノリティの個人が着用するスタイルであるドレッドヘアを着用し、自発的な発話で流暢さを示さなかったアフリカ系の男性を研究しました7。彼は、頭皮ベースの画像診断による治療を受けたいと考えていました。なぜなら、その有効性に関する新たな証拠があり、忍容性も高いからです。
頭皮をベースとしたイメージング技術として広く用いられているのが、経頭蓋磁気刺激法(TMS)です。TMSは、脳活動の局所的な増加を誘発するために非侵襲的な方法で使用される表面ベースのイメージング技術です。ヒトの脳におけるニューロン活動を制御する能力により、TMSは実験的神経科学と治療的神経科学の両方にとって重要なツールとなっている8。標準的な安全上の推奨事項を設定するために、運動閾値(MT)のパーセンテージとして表される場合、TMS強度は、任意のコイル形状または種類の刺激装置9で使用できる、適用された刺激の一般化可能な指標を提供する。MTの決定に使用される運動誘発電位(MEP)は、皮質興奮性の尺度にもなり得、これはヒトの運動皮質10,11,12,1,3,14,15,16上のTMSによって誘発されます。TMSは運動皮質に送達され、反対側の領域で活性化を引き起こします。通常、刺激ターゲットは運動皮質で見つけるのが難しくなく、電極を取り付けたり、手や指の反応を視覚的に監視したりするのも簡単であるため、手の領域がターゲットになります。モーター出力を制御するメカニズムは、MEPを使用してより完全に理解できます。MEPはMTの個人差を測定するために使用されるため、現在では実質的にすべてのTMSアプリケーションの一部となっています。一般的に、MTの一部の側面を測定せずにTMSを活用することは危険です。TMSが適切なMTを超えて送達されると、発作を引き起こす可能性があります。TMSがMT未満で送達されると、結果が減少するか、または存在しない可能性があります(つまり、標的ニューロンが脱分極しない可能性があります)。また、正確なMTレポート作成は、研究の比較にも重要です。例えば、私たちの研究室の多くの研究では90%の値を使用しており、110%を適用するとより大きな効果が得られる可能性があることを他の研究者に伝えています。
Stokesらは、標的領域と刺激コイルとの間の異なる距離を調べ、その後、距離と個人のMT 8,17との間に直接的な線形関係があることを発見しました。したがって、マイノリティグループ、つまり太い天然毛の一部のグループは、MT/MEP測定の精度が低い可能性があります。出版された著者のTMSコミュニティを対象とした調査では、「髪の毛はインピーダンスに関与していますか?」などの自由回答形式の質問をしたところ、その分野の専門家が次のように答えたことがわかりました。髪を脇に動かしたり、圧縮したり、など。私たちはその接触を埋めるためにゲルを使用しようとしますが、できることは多くありません。」「髪の毛が厚いと、接触も難しくなります。上記と同じ」;「髪の毛が多いと刺激が難しくなります。特に、コイル18との頭皮の良好な接触を妨げる場合。髪の毛が密集していると、TMSコイルと頭皮との接触が難しくなり、接触が最小限に抑えられ、信号が妨げられます。これまでの研究では、太くて粗い髪を三つ編みにすると、頭皮ベースのイメージングのインピーダンスが低下することが示されています6。Etienneらは、粗い髪または巻き毛の特性を利用して、参加者の髪をコーンロウに編むと、EEGを使用するときに信号の完全性が維持されることを発見しました。
私たちは、過小評価されているマイノリティの髪を管理するためのソリューションを提供するために、Sol「Sun」メソッドを導入しています。彼らの髪の毛の太さと粗さから、過小評価されているマイノリティに一般的に見られる髪の毛は、髪の毛を保護し(つまり、剃らない)、長期的な測定を可能にするため、この手順によりよく反応すると予測しました。これらの方法は、教えたり、学んだり、実行したりするのが簡単です。追加の機器は必要ありません。安全上のリスクを増大させないでください。参加者の自然な髪を尊重し、尊重します。また、以前は頭皮ベースの技術に落胆していた可能性のある参加者(および研究者)の誇りを促進します。
Protocol
Representative Results
Discussion
コーンロウは、TMSコイルの角度(45°など)に干渉してはなりません。その場合は、この問題を軽減するためにコーンロウの1つをやり直す必要があるかもしれません。正しく行われれば、MEPは一貫性を保つことができます(図6)。
巻き毛や粗い髪の特性を利用することにより、この編組方法はTMS信号の完全性を維持します。この研究では、MEPサイズを大?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
LSAMP(Louis Stokes Alliance for Minority Participation)、Wehner、The Crawford Foundation、Kessler Foundationの支援に感謝しています。
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) |
References
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