경두개 자기 자극 중 두꺼운 모발을 다루기 위한 Sol Braiding 방법: 뇌 자극의 잠재적 편향에 대한 주소

Summary

역사적으로 소외된 소수 민족에서 흔히 볼 수 있는 모발 유형은 경두개 자기 자극(TMS)을 방해하는 것으로 보입니다. 여기에서는 TMS를 향상시키는 모발 땋기 방법(솔 브레이딩 기법)에 대해 설명합니다.

Abstract

경두개 자기 자극(Transcranial Magnetic Stimulation, TMS)은 치료 및 연구 목적으로 신경 과학에서 자주 사용되는 기술입니다. TMS는 주요 우울증 치료와 같은 중요한 의료 서비스를 제공하며 거의 모든 연구 시설에서 필수적입니다. TMS는 두피 배치에 의존하기 때문에 모발은 대상 부위까지의 거리를 다르기 때문에 모발이 효능에 영향을 미치는 것으로 생각됩니다. 또한, 소수민족에서 주로 볼 수 있는 모발의 질감과 길이는 고품질 데이터를 수집하는 데 상당한 어려움을 초래할 수 있는 것으로 추정됩니다. 여기에서 우리는 TMS가 특히 역사적으로 과소 대표된 소수 집단에서 머리카락의 영향을 받을 수 있음을 보여주는 예비 데이터를 제시합니다.

Sol 편조 접근 방식은 TMS의 변동성을 줄이는 배우기 쉽고 빠르게 구현할 수 있는 기술로 여기에서 소개됩니다. 9명의 참가자와 비교한 결과, 솔 방법이 MEP(Motor Evoked Potential) 강도와 일관성을 유의하게 증가시키는 것으로 나타났습니다(p < 0.05). 코일과 두피의 직접적인 접촉을 방해하는 물리적 모발 장벽을 제거함으로써 Sol 접근법은 TMS 전달을 향상시킵니다. 그 결과 MEP 피크 진폭과 MEP AUC(Area Under the Curve)가 증가하는 것으로 나타났습니다. 예비 단계이기는 하지만, 이러한 데이터는 신경과학의 다양성을 다루는 데 있어 중요한 단계입니다. 이 절차는 편조가 아닌 전문가를 위해 설명되어 있습니다.

Introduction

신경과학 연구는 본질적으로 뇌 기능, 신경 장애 및 정신 장애를 이해하기 위한 패러다임 변화와 혁신을 포함합니다¹. 많은 진전에도 불구하고, 신경과학이라는 학문은 몇 가지 측면에서 부족하다. 예를 들어, 연구자의 수뿐만 아니라 연구에서 피험자와 환자를 대표하는 데에도 인종적 불균형이 존재합니다. 소수 집단의 수많은 소외된 사람들이 실험과 임상 연구에서 부재하고 있습니다². 2019년 9월부터 10월까지 81건의 동료 심사 두피 기반 EEG 논문 중 5건만이 소수민족이 포함된 표본을 보유하고 있다고 구체적으로 명시했습니다. 더욱이, 최근의 연구는 소외된 소수 집단의 개인들이 종종 오진을 받거나 연구자를 신뢰하지 못한다는 것을 보여주었다. Assari et al.은 의료 커뮤니티, 특히 백인 의대생과 레지던트의 절반이 아프리카계 미국인이 백인보다 피부가 두껍다고 믿으며, 이것이 의학적 판단과 치료 전략에 영향을 미친다는 것을 발견했습니다 ^3,4. 소수 민족 참가자의 데이터가 없기 때문에 연구 결과는 일반화하기 어렵고 소수 민족 집단에 대한 불균형을 보여줍니다. 임상시험 모집단이 약물 또는 의약품을 사용할 환자를 대표하고 결과를 일반화할 수 있도록 하기 위해, 임상시험은 다양한 참가자 그룹을 포함해야 한다⁵.

두피 기반 신경과학의 관심 분야는 잘 드러나지 않는 소수 민족 모발에서 흔히 볼 수 있는 뚜렷한 모양, 굵기, 스타일링 및 밀도입니다. 예를 들어, 모낭 모양은 아프리카 머리카락을 독특하게 만드는 특징 중 하나입니다. 아프리카 모발은 더 작고 타원형이며 평평한 모낭에서 나오는 반면, 백인과 아시아 모낭은 더 원형이고 크다⁶. 소수 민족이 머리를 감을 때 머리가 말리기 때문에 연구자들이 실험에 어려움을 겪습니다. 소수 집단은 때때로 두피 기반 이미징을 위해 방문하기 전에 헤어 제품을 사용하여 머리를 감고 곧게 펴는 것이 권장되지만 그렇게 하면 데이터의 정확성에 영향을 미칠 수 있습니다. 소수 집단의 참가자 중 자발적인 참가자가 줄어들고 이들의 데이터가 품질이 낮다는 이유로 폐기될 수 있기 때문에 데이터가 왜곡됩니다. 더욱이, 그들의 전형적인 헤어스타일(예: 콘로우와 땋은 머리)로 인해 소수화된 개인은 때때로 모집하고 유지하기 어려운 것으로 인식됩니다². Rosen et al.은 소외된 소수 민족이 착용하는 스타일인 드레드락을 착용하고 즉흥적인 말투가 유창하지 않은 아프리카계 남성을 연구했습니다⁷. 그는 두피 기반 영상 촬영을 사용하여 치료를 받기를 원했는데, 이는 효능에 대한 새로운 증거가 있고 견딜 수 있었기 때문입니다.

널리 사용되는 두피 기반 영상 기법 중 하나는 경두개 자기 자극(TMS)입니다. TMS는 뇌 활동의 국부적 증가를 유도하기 위해 비침습적 방식으로 사용되는 표면 기반 이미징 기술입니다. 인간 뇌의 신경 활동을 조절하는 능력은 TMS를 실험적 신경과학과 치료적 신경과학 모두에 중요한 도구로 만든다⁸. 표준 안전 권장 사항을 설정하기 위해, 모터 임계값(MT)의 백분율로 표시될 때, TMS 강도는 모든 코일 모양 또는 종류의 자극기(⁹)와 함께 사용할 수 있는 적용된 자극의 일반화 가능한 지표를 제공한다. MT를 결정하는 데 사용되는 운동 유발 전위(MEP)는 또한 인간 운동 피질(10,11,12,1,3,14,15,16)에 대한 TMS에 의해 유도되는 피질 흥분성의 척도가 될 수 있습니다. TMS는 운동 피질로 전달되어 반대측 영역에서 활성화를 일으킵니다. 일반적으로 운동 피질에서 자극 대상을 찾기가 어렵지 않기 때문에 손의 영역을 대상으로 하며, 전극을 부착하거나 손/손가락 반응을 시각적으로 모니터링하는 것이 간단합니다. 모터 출력을 제어하는 메커니즘은 MEP를 사용하여 보다 완벽하게 이해할 수 있습니다. MEP는 MT에서 개인차를 측정하는 데 사용되기 때문에 이제 거의 모든 TMS 애플리케이션의 일부가 되었습니다. 일반적으로 MT의 일부 측면을 측정하지 않고 TMS를 사용하는 것은 위험합니다. TMS가 적절한 MT 이상으로 전달되면 발작이 발생할 수 있습니다. TMS가 MT 미만으로 전달되면 결과가 감소하거나 없을 수 있습니다(즉, 표적 뉴런이 탈분극되지 않을 수 있음). 정확한 MT 보고는 연구를 비교하는 데도 매우 중요합니다. 예를 들어, 우리 연구실의 많은 연구에서 90% 값을 사용하는데, 이는 다른 연구자들에게 110% 적용이 더 큰 효과를 가져올 수 있음을 알려줍니다.

Stokes et al.은 표적 영역과 자극 코일 사이의 서로 다른 거리를 조사한 후 거리와 개인의 MT ^8,17 사이에 직접적인 선형 관계를 발견했습니다. 따라서 소수 집단, 즉 더 두꺼운 자연 모발을 가진 일부 그룹은 MT/MEP 측정의 정확도가 떨어질 수 있습니다. 출판된 저자의 TMS 커뮤니티를 대상으로 한 설문 조사에서 “머리카락이 임피던스에 영향을 미치나요?”와 같은 개방형 질문을 했을 때 해당 분야의 전문가들이 “머리카락은 임계값을 증가시킵니다. 머리카락을 옆으로 움직이거나 압박하는 등;” 우리는 그 접촉을 연결하기 위해 젤을 사용하려고 노력하지만 할 수 있는 일은 많지 않습니다.” ” 두꺼운 머리카락도 접촉을 어렵게 만듭니다. 위와 동일”; ” 더 많은 머리카락은 자극을 더 어렵게 만듭니다 – 특히 코일과 두피의 좋은 접촉을 방해하는 경우¹⁸. 빽빽하게 자라는 모발은 TMS 코일과 두피 사이의 접촉을 어렵게 만들어 접촉을 최소화하거나 전혀 남기지 않고 신호를 방해합니다. 이전 연구에 따르면 두껍고 굵은 모발을 땋으면 두피 기반 이미징에서 임피던스가 감소하는 것으로 나타났습니다⁶. Etienne et al.은 굵거나 곱슬머리의 특성을 사용하여 참가자의 머리카락을 콘로우로 땋으면 EEG를 사용할 때 신호 무결성이 유지된다는 것을 발견했습니다.

우리는 소외된 소수 민족의 모발을 관리할 수 있는 솔루션을 제공하기 위해 Sol “Sun” 방법을 도입하고 있습니다. 그들의 모발의 굵기와 굵기로 인해, 우리는 일반적으로 소외된 소수 집단에서 볼 수 있는 모발이 모발을 보존하고(즉, 면도 없이) 장기적인 측정이 가능하기 때문에 이 절차에 더 잘 반응할 것이라고 예측했습니다. 이러한 방법은 가르치고, 배우고, 수행하기 쉽습니다. 추가 장비가 필요하지 않습니다. 안전 위험을 증가시키지 마십시오. 참가자의 자연스러운 모발을 존중하고 존중합니다. 그리고 이전에 두피 기반 기술에 의해 낙담했을 수 있는 참가자(및 연구자)에게 자부심을 고취시킵니다.

Protocol

여기에 제시된 연구는 2001년에 시작되어 2023년까지 매년 업데이트되는 Montclair State University의 IRB(Institutional Review Board) 위원회의 승인을 받았습니다. 모든 참가자는 미국 심리학회(American Psychological Association)의 윤리 지침 내에서 치료를 받았습니다. 일반적인 안전 절차를 따랐습니다. 예를 들어, 우리는 전단지와 입소문을 사용하여 일반 Montclair State University 인구 중에서 9명의 성인을 모집했습니다. …

Representative Results

70mm 8자형 코일이 있는 TMS 단일 펄스 장치가 모든 자극 세션에 사용되었습니다. MEP는 표준 증폭기와 로컬 컴퓨터에 설치된 소프트웨어를 사용하여 획득했습니다. 모든 MEP는 Abductor Pollicis Brevis 근육 (APB)을 대상으로하는 3 개의 전극을 부착하여 획득되었습니다. 테스트된 주요 가설은 솔 방법이 땋지 않은 모발에 비해 더 큰 진폭과 AUC를 생성한다는 것이었습니다. 이를 위해 …

Discussion

콘로우는 TMS 코일의 각도(예: 45°)를 방해하지 않아야 합니다. 그렇다면 이 문제를 완화하기 위해 콘로우 중 하나를 다시 해야 할 수 있습니다. 올바르게 수행되면 MEP는 일관성이 있어야 합니다(그림 6).

곱슬 모발 또는 거친 모발의 특성을 활용하여 이 땋는 방법은 TMS 신호의 무결성을 유지합니다. 이 연구에서 우리는 MEP 크기를 크게 늘릴 수 있었고 일관?…

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)