Метод плетения косичек Sol для работы с густыми волосами во время транскраниальной магнитной стимуляции: решение проблемы потенциального смещения при стимуляции мозга

Summary

Тип волос, обычно наблюдаемый у исторически недопредставленных меньшинств, по-видимому, препятствует транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС). Здесь мы опишем метод плетения волос (The Sol Braiding Technique), который улучшает ТМС.

Abstract

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) — это метод, который часто используется в неврологии как в терапевтических, так и в исследовательских целях. TMS предлагает критически важные медицинские услуги, такие как лечение глубокой депрессии, и жизненно важна почти в каждом исследовательском центре. Поскольку ТМС основана на размещении кожи головы, считается, что волосы влияют на эффективность, поскольку они варьируют расстояние до целевого участка. Кроме того, предполагается, что текстура и длина волос, которые преимущественно наблюдаются у представителей меньшинств, могут создавать значительные трудности для сбора высококачественных данных. Здесь мы представляем предварительные данные, демонстрирующие, что на ТМС могут влиять волосы, особенно в исторически недопредставленных меньшинствах.

Здесь представлен подход к плетению Sol как простой в освоении и быстро внедряемый метод, который снижает вариативность в TMS. При сравнении с девятью участниками было обнаружено, что метод Sol значительно увеличивает силу и консистенцию моторного вызванного потенциала (MEP) (p < 0,05). Удаляя физический барьер из волос, препятствующий прямому контакту спирали с кожей головы, подход Sol улучшает доставку ТМС. Показано, что в результате пиковая амплитуда MEP и площадь MEP под кривой (AUC) увеличиваются. Несмотря на то, что эти данные являются предварительными, они являются важным шагом в решении проблемы разнообразия в нейронауке. Эти процедуры поясняются специалистам, не занимающимся плетением косичек.

Introduction

Исследования в области нейробиологии по своей природе включают в себя сдвиги парадигмы и инновации для понимания функций мозга, неврологических нарушений и^{психических расстройств}. Несмотря на значительный прогресс, дисциплина нейробиология не достигла совершенства в некоторых аспектах. Например, существуют расовые различия как в количестве исследователей, так и в представленности субъектов и пациентов в исследованиях. Многие недопредставленные лица из групп меньшинств отсутствуют в экспериментах и клинических исследованиях². Только 5 публикаций из 81 рецензируемой статьи по ЭЭГ на основе скальпа с сентября по октябрь 2019 года конкретно указали на наличие выборки, включающей представителей меньшинств. Кроме того, недавние исследования показали, что людям из недостаточно представленных групп меньшинств часто ставили неправильный диагноз или они не доверяли исследователям. Assari et al. обнаружили, что медицинское сообщество, особенно половина белых студентов-медиков и ординаторов, считали, что у афроамериканцев кожа толще, чем у белых, что повлияло на их медицинские суждения^{и стратегии лечения.} Из-за отсутствия данных об участниках из числа меньшинств результаты исследований менее обобщены и свидетельствуют о различиях между группами меньшинств. Чтобы гарантировать, что исследуемая популяция является репрезентативной для пациентов, которые будут использовать лекарственный препарат или лекарственный препарат, и что результаты могут быть обобщены, клинические исследования должны включать разнообразную группу участников^.

Интерес для нейробиологии кожи головы представляет отчетливая форма, толщина, укладка и густота, которые часто наблюдаются в волосах недостаточно представленных меньшинств. Форма фолликулов, например, является одной из особенностей, которая делает африканские волосы отличительными. Африканские волосы происходят из более мелких, более эллиптических и плоских фолликулов, в то время как кавказские и азиатские волосяные фолликулы более круглые и большие⁶. Когда представители меньшинств моют голову, она завивается, что создает трудности для исследователей в их экспериментах. Группам меньшинств иногда рекомендуется мыть и выпрямлять волосы с помощью средств для волос, прежде чем прийти на визуализацию кожи головы, но это может повлиять на точность данных. Данные искажаются, потому что меньшее количество участников из групп меньшинств будут добровольно участвовать в выборах, и данные от них могут быть отброшены из-за более низкого качества. Более того, из-за их типичных причесок (таких как косички и косы), представители меньшинств иногда воспринимаются как трудно поддающиеся вербовке^{и удержанию}. Розен и др. изучали мужчину африканского происхождения, который носил дреды (стиль, который носили представители недостаточно представленных меньшинств) и имел небеглость спонтанной речи⁷. Он хотел получить лечение с использованием визуализации кожи головы, поскольку она имела новые доказательства эффективности и была переносимой.

Одним из широко используемых методов визуализации кожи головы является транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС). ТМС — это метод поверхностной визуализации, который используется неинвазивным способом для индуцирования локализованного увеличения активности мозга. Способность контролировать активность нейронов в человеческом мозге делает ТМС важнейшим инструментом как для экспериментальной, так и для терапевтической нейронауки⁸. Для установления стандартных рекомендаций по безопасности, представленных в процентах от моторного порога (MT), интенсивность ТМС обеспечивает обобщенный показатель применяемой стимуляции, который может быть использован с любой формой катушки или типом стимулятора⁹. Моторный вызванный потенциал (MEP), используемый при определении MT, также может быть мерой кортико-возбудимости, которая вызывается ТМС над моторной корой головного мозга человека^{10,11,12,1,3,14,15,16}. ТМС доставляется в моторную кору, что вызывает активацию в контралатеральных областях. Как правило, нацелены на области кисти, так как стимулирующую мишень нетрудно найти в моторной коре, а присоединение электродов или визуальный мониторинг реакции руки/пальцев очень просты. Механизмы, управляющие выходной мощностью двигателя, могут быть более полно поняты с помощью MEP. Поскольку MEP используются для измерения индивидуальных различий в МП, в настоящее время они являются частью практически каждого приложения TMS. В целом, опасно использовать ТМС без измерения некоторых аспектов МТЗ. Если ТМС вводится выше соответствующего МТ, могут возникнуть судороги. Если ТМС доставляется ниже МТ, результаты могут быть снижены или отсутствовать (т.е. целевые нейроны могут не быть деполяризованы). Точная отчетность по машинному переводу также имеет решающее значение при сравнении исследований. Например, во многих исследованиях в нашей лаборатории используется значение 90%, что говорит другим исследователям, что применение 110% может привести к большему эффекту.

Stokes et al. исследовали различные расстояния между целевой областью и стимулирующей катушкой и впоследствии обнаружили прямую линейную зависимость между расстоянием и MT ^8,17 у индивидуумов. Таким образом, группы меньшинств, некоторые из которых имеют более густые натуральные волосы, могут иметь менее точные измерения MT/MEP. В опросе, посвященном сообществу опубликованных авторов TMS, мы обнаружили, что когда мы задавали открытые вопросы, такие как «Играют ли волосы роль в импедансе?», эксперты в этой области отвечали: «Это увеличивает пороговые значения. Отодвинуть волосы в сторону, сжать их и т. д.»; Мы пытаемся использовать гель для моста через этот контакт, но мало что можно сделать». «Густые волосы также затрудняют контакт; то же, что и выше»; Чем больше волос, тем сложнее стимуляция, особенно если это препятствует хорошему контакту кожи головы с катушкой¹⁸. Густой рост волос затрудняет достижение контакта между спиралью ТМС и кожей головы, что сводит к минимуму контакт или не приводит к его отсутствию и препятствует передаче сигнала. Предыдущие исследования показали, что плетение густых жестких волос снижает импеданс при визуализации кожи головы⁶. Используя характеристики жестких или вьющихся волос, Этьен и др. обнаружили, что плетение волос участника в косички сохраняет целостность сигнала при использовании ЭЭГ.

Мы представляем метод Sol “Sun”, чтобы предложить решение для ухода за волосами у недостаточно представленных меньшинств. Из-за густоты и жесткости волос мы предположили, что волосы, которые обычно наблюдаются у недостаточно представленных меньшинств, будут лучше реагировать на эту процедуру, поскольку они сохранят волосы (т.е. не будут сбривать их) и позволят проводить долгосрочные измерения. Этим методам легко научить, изучить и выполнить; не требуют дополнительного оборудования; не увеличивают риски для безопасности; честь и уважение к натуральным волосам участников; и вызывают гордость у участника (и исследователей), которые, возможно, ранее чувствовали разочарование из-за техник скальпа.

Protocol

Представленное здесь исследование было одобрено комитетом Институционального наблюдательного совета (IRB) Государственного университета Монклера, созданным в 2001 году и обновляемым ежегодно до 2023 года. Все участники лечились в соответствии с этическими принципами Американской психол?…

Representative Results

Для всех сеансов стимуляции использовалось одноимпульсное устройство ТМС с катушкой в форме 8 мм диаметром 70 мм. Инженерные системы были приобретены с помощью стандартных усилителей и программного обеспечения, установленного на локальном компьютере. Все МЭП были пол…

Discussion

Косички не должны мешать углу (например, 45°) катушки TMS. Если это так, возможно, придется переделать одну из косичек, чтобы решить эту проблему. Если все сделано правильно, MEP должны быть последовательными (рис. 6).

Используя характеристики вьющихся или жестки…

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)