Transkraniyal Manyetik Stimülasyon Sırasında Kalın Saçları Ele Almak İçin Sol Örgü Yöntemi: Beyin Stimülasyonunda Potansiyel Önyargı İçin Bir Adres
Summary
Tarihsel olarak yeterince temsil edilmeyen azınlıklarda yaygın olarak görülen saç tipi, transkraniyal manyetik stimülasyona (TMS) müdahale ediyor gibi görünmektedir. Burada TMS’yi iyileştiren bir saç örgüsü yöntemini (Sol Örgü Tekniği) açıklıyoruz.
Abstract
Transkraniyal Manyetik Stimülasyon (TMS), nörobilimde hem terapötik hem de araştırma amaçlı sıklıkla kullanılan bir tekniktir. TMS, majör depresyon tedavisi gibi kritik tıbbi hizmetler sunar ve hemen hemen her araştırma tesisinde hayati önem taşır. TMS, kafa derisinin yerleştirilmesine dayandığından, saçın hedef bölgeye olan mesafeyi değiştirdiği için etkinliği etkilediği düşünülmektedir. Ayrıca, ağırlıklı olarak azınlıkta olan kişilerde görülen saç dokularının ve uzunluğunun, yüksek kaliteli veri toplamada önemli zorluklar oluşturabileceği varsayılmaktadır. Burada, TMS’nin, özellikle tarihsel olarak yeterince temsil edilmeyen azınlık gruplarında, saçtan etkilenebileceğini gösteren ön verileri sunuyoruz.
Sol örgü yaklaşımı, TMS’deki değişkenliği azaltan, öğrenmesi kolay, uygulaması hızlı bir teknik olarak burada tanıtılmaktadır. Dokuz katılımcı ile karşılaştırıldığında, Sol yönteminin motor uyarılmış potansiyel (MEP) gücünü ve tutarlılığını önemli ölçüde artırdığı bulundu (p < 0.05). Sol yaklaşımı, bobinden kafa derisine doğrudan teması engelleyen fiziksel saç bariyerini ortadan kaldırarak TMS dağıtımını geliştirir. Sonuç olarak, MEP tepe genliği ve eğrinin altındaki MEP alanının (AUC) arttığı gösterilmiştir. Ön hazırlık olsa da, bu veriler sinirbilimdeki çeşitliliği ele almada önemli bir adımdır. Bu prosedürler örgü yapmayan uzmanlar için açıklanmıştır.
Introduction
Sinirbilim araştırması, doğası gereği, beyin fonksiyonunu, nörolojik engelleri ve psikiyatrik bozuklukları anlamak için paradigma kaymalarını ve yenilikleri içerir1. Çok fazla ilerlemeye rağmen, sinirbilim disiplini bazı yönlerden yetersiz kalmıştır. Örneğin, hem araştırmacı sayısında hem de araştırmadaki deneklerin ve hastaların temsilinde ırksal eşitsizlikler vardır. Azınlık gruplarından yeterince temsil edilmeyen çok sayıda kişi deneylerde ve klinik çalışmalarda bulunmamaktadır2. Eylül-Ekim 2019 tarihleri arasında 81 hakemli kafa derisi bazlı EEG makalesinden sadece 5’i, özellikle azınlıklaştırılmış bireyleri içeren bir örneğe sahip olduğunu belirtti. Ayrıca, son araştırmalar, yeterince temsil edilmeyen azınlık gruplarından bireylere genellikle yanlış teşhis konulduğunu veya araştırmacılara güvenmediğini göstermiştir. Assari ve ark. sağlık camiasının, özellikle Beyaz tıp öğrencilerinin ve sakinlerinin yarısının, Afrikalı Amerikalıların Beyazlardan daha kalın bir cilde sahip olduğuna inandığını ve bunun da tıbbi yargılarını ve tedavi stratejilerini etkilediğini buldu 3,4. Azınlık katılımcılarından veri olmaması nedeniyle, araştırma bulguları daha az genelleştirilebilir ve azınlık popülasyonları için eşitsizlikler göstermektedir. Araştırma popülasyonunun, ilacı veya tıbbi ürünü kullanacak hastaları temsil etmesini ve sonuçların genelleştirilebilir olmasını sağlamak için, klinik araştırmalar çeşitli bir katılımcı grubunu içermelidir5.
Kafa derisi temelli sinirbilimin ilgisini çeken, yeterince temsil edilmeyen azınlık saçlarında sıklıkla görülen belirgin şekil, kalınlık, stil ve yoğunluktur. Örneğin folikül şekli, Afrika saçını ayırt edici kılan bir özelliktir. Afrika saçı daha küçük, daha eliptik ve düz foliküllerden gelirken, Kafkas ve Asya saç folikülleri daha dairesel ve büyüktür6. Azınlıklar saçlarını yıkadıklarında kıvrılır ve araştırmacıların deneylerinde zorluklara neden olur. Azınlık gruplarına bazen kafa derisi bazlı görüntüleme için gelmeden önce saç ürünleri kullanarak saçlarını yıkamaları ve düzleştirmeleri tavsiye edilir, ancak bunu yapmak verilerin doğruluğu üzerinde bir etkiye sahip olabilir. Veriler çarpıktır, çünkü azınlık gruplarından daha az katılımcı gönüllü olur ve onlardan gelen veriler daha düşük kalitede olduğu için atılabilir. Ayrıca, tipik saç stilleri (cornrows ve örgüler gibi) nedeniyle, azınlıkta kalmış bireyler bazen işe alınması ve elde tutulması zor olarak algılanmaktadır2. Rosen ve ark. yeterince temsil edilmeyen azınlıklaştırılmış bireyler tarafından giyilen bir stil olan dreadlock giyen ve spontane konuşmada akıcılık ile sunulan Afrika kökenli bir adamı inceledi7. Kafa derisi tabanlı görüntüleme kullanarak tedavi görmek istedi, çünkü etkinlik için ortaya çıkan kanıtlar vardı ve tolere edilebilirdi.
Yaygın olarak kullanılan saçlı deri tabanlı görüntüleme tekniklerinden biri de transkraniyal manyetik stimülasyondur (TMS). TMS, beyin aktivitesinde lokalize artışları indüklemek için invaziv olmayan bir şekilde kullanılan yüzey tabanlı bir görüntüleme tekniğidir. İnsan beynindeki nöronal aktiviteyi kontrol etme yeteneği, TMS’yi hem deneysel hem de terapötik sinirbilim için çok önemli bir araç haline getirir8. Standart güvenlik önerilerini belirlemek için, motor eşiğinin (MT) bir yüzdesi olarak temsil edildiğinde, TMS yoğunluğu, herhangi bir bobin şekli veya türü ile kullanılabilecek uygulanan stimülasyonun genelleştirilebilir bir göstergesini sağlar9. MT’nin belirlenmesinde kullanılan motor uyarılmış potansiyel (MEP’ler), TMS tarafından insan motor korteksi10,11,12,1,3,14,15,16 üzerinde ortaya çıkan kortiko-uyarılabilirliğin bir ölçüsü de olabilir. TMS, kontra-lateral bölgelerde aktivasyona neden olan motor kortekse iletilir. Tipik olarak, uyarıcı hedefin motor kortekste bulunması zor olmadığından ve elektrotların takılması veya el/rakam tepkilerinin görsel olarak izlenmesi basit olduğundan, elin bölgeleri hedeflenir. Motor çıkışını yöneten mekanizmalar, MEP’ler kullanılarak daha tam olarak anlaşılabilir. MEP’ler MT’deki bireysel farklılıkları ölçmek için kullanıldığından, artık hemen hemen her TMS uygulamasının bir parçasıdır. Genel olarak, MT’nin bazı yönlerini ölçmeden TMS’yi kullanmak tehlikelidir. TMS, uygun MT’nin üzerinde verilirse, nöbetler meydana gelebilir. TMS MT’nin altında verilirse, sonuçlar azalabilir veya olmayabilir (ör., hedeflenen nöronlar depolarize olmayabilir). Doğru MT raporlaması, çalışmaların karşılaştırılmasında da kritik öneme sahiptir. Örneğin, laboratuvarımızdaki çalışmaların çoğu %90’lık bir değer kullanır, bu da diğer araştırmacılara %110’luk bir uygulamanın daha büyük bir etkiye yol açabileceğini söyler.
Stokes ve ark. hedef bölge ile uyarıcı bobin arasındaki farklı mesafeleri inceledi ve daha sonra mesafe ile bireylerin MT’si arasında doğrudan doğrusal bir ilişki buldu 8,17. Bu nedenle, bazıları daha kalın doğal saçlara sahip azınlık grupları, daha az doğru MTS / MEP ölçümlerine sahip olabilir. Yayınlanmış yazarlardan oluşan TMS topluluğunu hedef alan bir ankette, “saç empedansta rol oynar mı?” gibi açık uçlu sorular sorduğumuzda, bu alandaki uzmanların şu yanıtı verdiğini gördük: “Eşikleri artırır. Saçı kenara çekmek, sıkıştırmak vb.;” Bu teması köprülemek için jel kullanmaya çalışıyoruz, ancak yapılabilecek pek bir şey yok; ” Kalın saçlar da teması zorlaştırır; yukarıdakiyle aynı”; ” Daha fazla saç, stimülasyonu daha zor hale getirir – özellikle kafa derisinin bobin18 ile iyi temasını engelliyorsa. Yoğun saç büyümesi, TMS bobini ile kafa derisi arasında temas sağlamayı zorlaştırır, minimum temas bırakır veya hiç temas bırakmaz ve sinyali engeller. Önceki araştırmalar, kalın, kaba saçların örülmesinin kafa derisi tabanlı görüntülemede empedansları azalttığını göstermiştir6. Kaba veya kıvırcık saçların özelliklerini kullanan Etienne ve ark. bir katılımcının saçını mısır sıralarına örmenin, EEG kullanırken sinyal bütünlüğünü koruduğunu buldu.
Yeterince temsil edilmeyen azınlıklarda saçları yönetmek için bir çözüm sunmak için Sol “Güneş” yöntemini tanıtıyoruz. Saçlarının kalınlığı ve kabalığı nedeniyle, tipik olarak yeterince temsil edilmeyen azınlıklarda görülen saçların, saçı koruyacağı (yani tıraş olmaması) ve uzun süreli ölçüme izin vereceği için bu işleme daha iyi yanıt vereceğini tahmin ettik. Bu yöntemlerin öğretilmesi, öğrenilmesi ve uygulanması kolaydır; ek ekipman gerektirmez; güvenlik risklerini artırmayın; katılımcıların doğal saçlarını onurlandırmak ve saygı göstermek; ve daha önce kafa derisi temelli tekniklerle cesareti kırılmış hissetmiş olabilecek katılımcıyla (ve araştırmacılarla) gurur duymayı teşvik edin.
Protocol
Representative Results
Discussion
Cornrows, TMS bobininin açısına (örn. 45°) müdahale etmemelidir. Eğer yaparlarsa, bu sorunu hafifletmek için mısır sıralarından birinin yeniden yapılması gerekebilir. Doğru yapılırsa, MEP’ler tutarlı olmalıdır (Şekil 6).
Kıvırcık veya kaba saçın özelliklerini kullanarak, bu örgü yöntemi TMS sinyalinin bütünlüğünü korur. Bu çalışmada, MEP boyutunu önemli ölçüde artırmayı başardık ve tutarlılık için artan bir eğilim…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
LSAMP (Louis Stokes Azınlık Katılımı İttifakı), Wehner ve Crawford Vakfı, Kessler Vakfı’na destekleri için teşekkür ederiz.
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
- Yeung, A. W. K., Goto, T. K., Leung, W. K. The changing landscape of neuroscience research, 2006-2015: a bibliometric study. Frontiers in Neuroscience. 11, 120-120 (2017).
- Choy, T., Baker, E., Stavropoulos, K. Systemic racism in EEG research: considerations and potential solutions. Affective Science. 3 (1), 14-20 (2021).
- Assari, S., Moghani Lankarani, M., Caldwell, C. H. Discrimination increases suicidal ideation in black adolescents regardless of ethnicity and gender. Behavioral Sciences. 7 (4), 75 (2017).
- Bailey, R. K., Mokonogho, J., Kumar, A. Racial and ethnic differences in depression: current perspectives. Neuropsychiatric Disease and Treatment. 15, 603-609 (2019).
- Clark, L. T., et al. Increasing diversity in clinical trials: overcoming critical barriers. Current Problems in Cardiology. 44 (5), 148-172 (2019).
- Etienne, A., et al. Novel electrodes for reliable EEG recordings on coarse and curly hair. Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , 6151-6154 (2020).
- Rosen, A. C., et al. TDCS in a patient with dreadlocks: Improvements in COVID-19 related verbal fluency dysfunction. Brain Stimulation. 15 (1), 254-256 (2022).
- Stokes, M. G., et al. Distance-adjusted motor threshold for transcranial magnetic stimulation. Clinical Neurophysiology. 118 (7), 1617-1625 (2007).
- Wassermann, E. M. Risk and safety of repetitive transcranial magnetic stimulation: report and suggested guidelines from the International Workshop on the Safety of Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation, June 5-7, 1996. Electoencephalography and Clincal Neurophysiology/Evoked Potentials Section. 108 (1), 1-16 (1998).
- Bestmann, S. Functional modulation of primary motor cortex during action selection. Cortical Connectivity.: Brain stimulation for assessing and modulating cortical connectivity and function. , 183-205 (2012).
- Bestmann, S., Krakauer, J. W. The uses and interpretations of the motor-evoked potential for understanding behaviour. Experimental Brain Research. 233 (3), 679-689 (2015).
- Chen, R., et al. The clinical diagnostic utility of transcranial magnetic stimulation: Report of an IFCN committee. Clinical Neurophysiology. 119 (3), 504-532 (2008).
- Di Lazzaro, V., et al. Theta-burst repetitive transcranial magnetic stimulation suppresses specific excitatory circuits in the human motor cortex. The Journal of Physiology. 565, 945-950 (2005).
- George, S., Duran, N., Norris, K. A systematic review of barriers and facilitators to minority research participation among African Americans, Latinos, Asian Americans, and Pacific Islanders. American Journal of Public Health. 104 (2), e16-e31 (2014).
- Rothwell, J. C. Techniques and mechanisms of action of transcranial stimulation of the human motor cortex. Journal of Neuroscience Methods. 74 (2), 113-122 (1997).
- Terao, Y., et al. Input-output organization in the hand area of the human motor cortex. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology/Electromyography and Motor Control. 97 (6), 375-381 (1995).
- Stokes, M. G., et al. Simple metric for scaling motor threshold based on scalp-cortex distance: application to studies using transcranial magnetic stimulation. Journal of Neurophysiology. 94 (6), 4520-4527 (2005).
- Keenan, J. P., Archer, Q., Duran, G., Chavarria, K., Brenya, J. Preventing potential racial biasing employing transcranial magnetic stimulation. Annual Meeting of the Eastern Psychological Association. , 73 (2023).
- Wassermann, E. M. Risk and safety of repetitive transcranial magnetic stimulation: report and suggested guidelines from the International Workshop on the Safety of Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation, June 5-7, 1996. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 108 (1), 1-16 (1998).
- Dela Mettrie, R., et al. Shape variability and classification of human hair: a worldwide approach. Human Biology. 79 (3), 265-281 (2007).
- Peebles, I. S., Phillips, T. O., Hamilton, R. H. Toward more diverse, inclusive, and equitable neuromodulation. Brain Stimulation. 16 (3), 737-741 (2023).
