Laboratoriet administrasjon av transkutan Auricular nervus vagus stimulering (taVNS): teknikk, m?lretting og hensyn

* These authors contributed equally
Neuroscience
 

Summary

En metodisk beskrivelse av teknikken, potensielle m?l og riktig administrasjon av transkutan auricular nervus vagus stimulering (taVNS) p? det menneskelige ?ret er beskrevet.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Badran, B. W., Yu, A. B., Adair, D., Mappin, G., DeVries, W. H., Jenkins, D. D., George, M. S., Bikson, M. Laboratory Administration of Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation (taVNS): Technique, Targeting, and Considerations. J. Vis. Exp. (143), e58984, doi:10.3791/58984 (2019).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Ikke-invasive nervus vagus stimulering (VNS) kan administreres via en roman, nye neuromodulatory teknikken kalles transkutan auricular nervus vagus stimulering (taVNS). I motsetning cervically implantert VNS er taVNS en rimelig og ikke-kirurgisk metode brukes til ? modulere nervus systemet. taVNS er tiltalende som det gj?r for rask oversettelse av VNS grunnforskning og fungerer som en sikker, billig, og b?rbar neurostimulation system for fremtid behandling av sentrale og perifere sykdom. Bakgrunnen og begrunnelsen for taVNS er beskrevet, elektriske og parametrisk hensyn, riktig ?ret m?lretting og feste stimulering elektroder, personlige dosering via fastsettelse av persepsjon terskelen (PT), og safe administrasjon av taVNS.

Introduction

Cranial nerve X, bedre kjent som nervus vagus, er en stor nerve luftveiene som kommer i hjernestammen sentralnervesystemet og reiser i periferien, m?lretting hver st?rre organ i thorax og buk (figur 1)1. Nervus vagus stimulering (VNS) inneb?rer kirurgisk implantering av bipolar elektroder rundt den venstre cervical grenen av nervus vagus. Elektriske pulser leveres til nervus vagus via en implantert puls generator (IPG) kirurgisk implantert i brystet2. Selv om VNS er FDA-godkjent for epilepsi, ildfaste depresjon og kronisk fedme, er det en kostbar prosedyre krever et sykehus bes?k og kirurgi. Langsiktige sikkerheten av VNS er godt etablert, og fleste sikkerhet hensyn hensyn gjeldende intensitet relaterte bivirkninger (hes stemme, hals smerte) uten alvorlige stimulering-relaterte bivirkninger de siste 25 ?rene av klinisk bruk3 .

En noninvasive form for VNS kalles transkutan auricular nervus vagus stimulering (taVNS) har nylig dukket opp4. taVNS leverer elektrisk stimulering auricular gren av nervus vagus (ABVN), en lett tilgjengelig m?l som innervates menneskelige ?ret5. Det siste ti?ret, flere grupper har vist sikkerhet og toleranse av denne metoden6,7,8, inkludert sentrale og perifere nervesystemet effekter9,10, og Behavioral virkninger7,11,12,13 nevropsykiatriske bestander. taVNS er ogs? utforsket i individer som en lovende enhancer kognitive14,15 og sosiale fungerende16,17,18. Som taVNS er blitt opprettet, tilbyr muligheten for forskere og klinikere raskt oversette lovende VNS forskning som har blitt beskrevet i ulike lidelser fra nevrologiske og psykologiske traumer19, 20 , 21, avhengighet22, betennelse23og tinnitus24,25.

I prinsippet ligner taVNS metodologisk konvensjonelt administrert transkutan elektrisk nervestimulering (TENS) brukes til ? behandle muskel smerte lidelser26. Forskjellen er at taVNS leveres til bestemte anatomiske ?ret m?l som antas ? v?re innerveres av ABVN5. Feltet er fremdeles bestemme optimale stimulering m?l27, selv om de to mest vanlige plasseringene er fremre veggen av ytre ?regangen (tragus) og cymba conchae. Humbug stimulering kan utf?res ved ? stimulere ?reflipp av ?ret, et omr?de antas ? ha minimal ABVN gir (figur 2). Alternativt kan humbug leveres via en passiv kontroll metode der elektrodene er knyttet til aktive omr?der, men ingen stimulering er levert. Stimulering parameterne varierer mellom grupper, men if?lge litteratur, stimulering leveres i en pulsatile mote (pulse width: 250-500 μs, frekvens: 10-25 Hz) og levert p? en individualisert konstant str?m (< 5 mA). Stimulering gjeldende avhenger av individuelle og eksperimentelle protokollen, mange grupper ? utforske forskjellige intensiteter som en funksjon av en individuell perseptuell terskelen (PT). PT er definert som et minimum av gjeldende fremlokkende en oppfattet sensasjon p? m?lomr?det, og er vanligvis bestemt via parametrisk estimering av tilpassede sekvensiell testing (PEST) programvaren som beskrives i denne rapporten.

taVNS er en sikker teknikk som kan administreres i laboratorium eller klinisk setting. Bivirkninger av taVNS er minimal, med hudirritasjon eller r?dhet er den vanligste bivirkningen. De fleste taVNS studier utforske stimulering av det venstre ?ret, som det antas ? v?re tryggere, selv om dataene i en stor rettssak (Badran et al. 2018) avsl?rer at h?yre-sidig stimulering har ingen ?kning i risiko for bivirkninger. P? grunn av litteratur i ensidig venstre stimulering illustrerer vi typisk taVNS opplegget for laboratoriestudier unders?ker bruk av venstre-sidig taVNS som en intervensjon.

Protocol

Denne eksperimentelle protokollen illustrerer en typisk taVNS oppsett for bruk i et laboratorium eller klinisk innstilling i som vi m?lrette stimulerende fremre veggen av auditiv kanalen (tragus) i en supine holdning med en 8mm diameter runde metall elektroden. Disse metodene kan bli etterlignet for alternativ aktiv behandling omr?der ved ? endre elektrode posisjon til cymba concha. Alle metoder og prosedyrer har v?rt IRB godkjent av den menneskelige forskning Protection Program (HRPP) p? City College New York.

1. materiale

  1. Kontroller alle materialer som kreves for ? administrere taVNS tilberedes (Figur 3). TaVNS stimulator kan v?re enten en batteridrevet enhet som oppfyller lokale sikkerhetsforskrifter eller drevet fra en vanlig stikkontakt med innebygd sikkerhetsmekanismer som hindrer utilsiktet spenningsst?t. En konstant gjeldende (gjeldende kontrollert) stimulator med en maksimal effekt p? 5 mA kreves.
  2. TaVNS, bruk stimulering elektroder laget av en runde ledende metall (tinn, Ag/AgCl, gull) kombinert med en ledende mediet som elektrolytt gel eller ledende lim (se tabell av materialer). Alternativt bruke ledende elektroder laget med fleksible ledende karbon elektroder og ledende geleen som kan eller ikke kan v?re limet. Plass aldri elektroder direkte p? huden uten en ledende medium, da dette kan v?re un?dvendig risiko til deltakeren og kan for?rsake ubehag eller smerte.
  3. Bruk datamaskinen kj?rer skriptet programvare (se Tabell for materiale) som er programmert og brukes til ? kontrollere stimulator og starte stimulering med bestemte parametere. Disse parametrene omfatter gjeldende intensitet (mA), pulsbredde (μs), frekvens (Hz), driftssyklus (p?/av tid, s), varighet for ?kt (min).
  4. Bruk alkohol forberedelse pads (70% isopropyl alkohol) ? forberede huden overflate monterer elektroder til ?ret. Dette fjerner surface oljer fra huden overflate og reduserer motstanden av huden, sikre stimulering leveres p? trygg str?mniv?.

2. ?ret m?lretting og huden forberedelse

  1. Bruk f?lgende generelle inklusjonskriterier for ? gjennomf?re taVNS i innstillingen forskning: alder 18-70, ingen ansiktsbehandling eller ?ret smerte, ingen siste ?ret traumer, ingen metalimplantater inkludert pacemaker, ikke gravid.
  2. I eksperimentene som involverer friske fors?kspersoner i et laboratorium, kan du bruke f?lgende utelukkelse kriterier: personlig eller familie historie beslag, hum?r eller kardiovaskul?re lidelser, avhengighet av alkohol eller nyere bruk av illegale rusmidler, p? noen farmakologiske agenter kjent for ? ?ke anfall risiko.
  3. Sete deltakeren p? en komfortabel seng eller stol i supine eller andre avslappet posisjon med Ben opph?yet og hode st?ttes.
  4. Inspisere venstre ?ret av deltakeren. Sikre ingen smykker er knyttet og alle make-up og lotion er fjernet. Bekrefte det er ingen hud-relaterte kontraindikasjoner p? stedet av stimulering, inkludert sol brenne, kutt, lesjoner, ?pne s?r.
  5. Finne stimulering m?let, landmarked av fremre veggen av ytre ?regangen eksternt ved ? finne tragus. Stimulering vil bli levert i delen av ?rekanalen direkte bak tragus (Figur 4).
  6. Bruk en spritpute prep ? forsiktig skrubbe m?lomr?det, b?de internt og eksternt, for ? redusere motstand huden og ?ke konduktans.

3. elektrode forberedelse og plassering

  1. Hvis bruker elektrodene, inspisere visuelt elektrodene ren, korrosjon gratis overflate er utsatt. Kontroller at elektrodene er desinfisert for ? hindre spredning av bakterier mellom fag. Dette kan gj?res ved hjelp av alkohol eller sterilisering kluter for ? skrubbe elektrodene. Hvis bruker disponibel elektroder, hopper du til trinn 3.2.
  2. Jevnt et tynt lag av ledende lim p? overflaten av elektroden. Dette vil distribuere str?m til omr?det stimulering. For et 8 mm diameter runde elektrode, en ert st?rrelse mengden lim er tilstrekkelig. Spre lim med en smal tre applikator for ? danne et tynt lag < 1 mm lim p? begge elektrodene.
  3. Koble elektrode kabler til stimulering enheten mens enheten er sl?tt av og kontroller polariteten til elektrodene (r?d/positivt elektrodeholderen: anoden, svart/negative elektrode: katode). Dette er en viktig detalj som m?lretting er polaritet bestemt-anoden (r?d/positiv terminal) er elektroden plassert inne i ?rekanalen og m?lretting fremre veggen av ytre ?regangen. Katoden (svart/negative terminal) sitter p? utsiden av ?ret knyttet til tragus. For humbug stimulering, er anoden plassert p? den fremre siden av ?ret.
  4. Klipp v?ren elektroden p? tragus med anoden gj?r kontakten med fremre veggen av det ytre ?rekanalen og katoden kontakter den fremre delen av tragus.
    Merk: Hvis Drive humbug stimulering, klipp elektroden p? ?reflipp (Aktiv kontroll). Alternativt kan humbug stimulering leveres ved stimulering klipp vedlegges aktive omr?det og levere ingen elektrisk str?m (passiv kontroll).
  5. Som fag vil f?le trykket av elektrodene festet til deres ?re, sikre dette presset ikke er ubehagelig eller forstyrrende til regionale blodstr?m som demonstrert av blek hvit hud p? klipp nettsted eller fysisk smerte f?lte subjektet. Etter dette punktet, Bestem perseptuell terskelen (PT) som vil bli beskrevet i neste trinn vises fremgangsm?ter.

4. fastsettelse av perseptuell terskelen (PT)

Merk: Perseptuell terskelen er en kritisk verdi brukes til ? bestemme kraften til taVNS stimulering. Denne verdien er definert som minimum av elektrisitet kreves oppfatter elektrisk stimulering p? huden beskrevet som en pricking eller kriblende f?lelse.

  1. Bestemme PT med et enkelt step-up og step-down bin?re parametrisk s?k. F?rst aktiverer stimulator og angir utdataene til 3 mA. Levere et 1 andre tog av taVNS stimulering ?nsket pulsbredde (typisk 250-500 μs) og frekvens (25 Hz, kan variere avhengig av program).
  2. Sp?r emnet om de f?lte stimulering. Sensasjon rapporteres vanligvis som en "kile" eller "pricking" f?lelse.
    1. Hvis ja, skru ned stimulering intensitet med 50% og gjentar trinn 4.2. Hvis nei, ?ke stimulering intensitet med 50% og gjentar trinn 4.2.
  3. Gjenta prosessen beskrevet i trinn 4.2 til opptak minimum 4 "Ja" svar som de 4th Ja svar m? komme etter et. Intensitet (i mA) PT vil verdien som emne sier deres fjerde Ja svar.
  4. Bruk eksempel PT terskelen funn er oppf?rt i tabell 1 for ? bist? i PT besluttsomhet.

5. levere stimulering

  1. N?r emnet er komfortable stimulering elektroder med koblet ordentlig til ?nsket m?l og perseptuelle terskelen p? ?nsket puls bredden og frekvens, begynner stimulering.
  2. Bruk en datamaskin som kj?rer en puls generere GUI (f.eks stimDesigner, gratis programvare som f?lger med dette manuskriptet) koblet til en oppkj?pet dataenhet (DAQ) ? kj?re stimulering systemet. Programvaren skal utgang TTL pulser som programmerbare innstillinger (figur 5). TTL-pulser sendes via en BNC-kabel til stimulator "utl?ser"-porten. Dette grensesnittet programvare/stimulator grensesnittet tillater modulering av frekvens, driftssyklus (p?/av tid) og ?kt varighet (figur 6). GUI brukes er vedlagt som en gratis, ?pen kildekode ressurs med dette manuskriptet.
    1. Sikre at stimulering leveres p? super terskelen niv?er, for eksempel 200% av PT8,9. For eksempel hvis PT ble identifisert som 0,8 mA, stimulering vil bli levert p? 1.6 mA.
    2. Kontroller at retningslinjene for plikt sykluser f?lges n?r du utf?rer lenge stimulering ?kter. Typisk plikt sykluser har 30-60 er "p?" perioder og 60-120 s "av" punktum eller 20-50% plikt sykluser.
    3. Variere lengden av stimulering ?kten (total tid). Studier tyder p? at 30-60 min stimulering sesjoner p? en 25% driftssyklus er trygg og fri for akutt bivirkninger eller bivirkninger. Disse ?ktene kan gjentas med 12-24 h mellom ?kter trygt.
      Merk: taVNS sikkerhet er uklart for lengre perioder stimulering ?kter, st?rre prosentandel plikt sykluser (> 40%), akselerert paradigmer, og h?yere stimulering gjeldende doser.

6. etter taVNS

  1. N?r stimulering er fullf?rt, kan du registrere objektive data vedr?rende stimulering ubehag og bivirkninger. TaVNS, som implanterbare VNS, har begrenset sikkerhet bekymringer8,28, overv?ke og registrere sensasjon, ubehag og eventuelle u?nskede hendelser p? en rating fra 0-10-29.
  2. Fjerne stimulering elektroden fra ?ret og ren gjenv?rende ledende lim fra emnet ?ret bruker en prep spritpute.
  3. Bruk alkohol til ? rengj?re og desinfisere stimulering elektroden umiddelbart etter fjerning fra emnet ?ret.
  4. Kontroller ?ret for r?dhet eller irritasjon p? webomr?det stimulering og spille inn noen observasjoner.

Representative Results

N?r det utf?res korrekt preparering av huden, er perseptuell terskler omvendt korrelert med stimulering pulsbredde. Som pulsbredde reduserer perseptuell terskelen (figur 7). F?rste studier av denne gruppen ? utforske effekten av pulsbredde p? PT i friske individer (m?te inkludering/ekskludering kriteriene ovenfor), fastsl?tt at den kombinerte totalt (n = 15, 7 kvinnelige, mener alder 26,5 ± 4.99) PT p? 100 μs = 3.92 ± 1.1 mA; 200 μs = 2.24 ± 0.74 mA; 500 μs = 1,24 ± 0.41 mA. Disse terskler foresl?r at en konstant gjeldende stimulator med kapasitet for ? levere opptil 5 mA gjeldende kreves for stimulering av 500 μs puls bredde parametere, og minst en 10mA stimulator kreves for lavere puls bredder (tabell 2). Finjustering av gjeldende er n?dvendig med tillegger av 0.1 mA kreves for presis stimulering.

Levere stimulering p? 200% er t?lelig og relativt smertefri som demonstrert av smerte numerisk rating skalaer (NRS) skalerer9,30. NRS skalaen er et sensursystem for smerter fra 0-10 der enkeltpersoner rapportere smerte eller ubehag29. B?de aktive og humbug stimulering rate tilsvarende lav smerte niv?er (NRS < 3 for alle stimulering puls bredder. Mer spesifikt, biologisk aktive puls bredden p? 500 μs levert p? 25 Hz er rapportert i gjennomsnitt ? rangere som aktiv = 1,98 ± 0,83, humbug = 2.17 ± 1.27 (n = 25, 9 kvinnelige, mener alder 25,16 ± 4,16 ?r) (tabell 3). Detaljer kan finnes i gruppene tidligere arbeidet30smerte rangeringer for andre parametere er ikke mer smertefullt enn parameteren 25 Hz.

Sikkerhet og toleranse av 30 minutter til 1 time sesjoner p? en 20-50% driftssyklus er vidt rapportert i litteraturen med noen studier levere flere ?kter i de samme dag spredning 12-15 h apart12,31. Ingen alvorlige u?nskede hendelser er rapportert fra 60 fag deltar i flere serie eksperimenter med fag deltar fra 1 til 8 gjentatte bes?k spredning minst 24 timer fra hverandre.

taVNS, n?r det gis som rapportert i dette manuskriptet har blitt vist ? modulere det autonome nervesystemet, skape funksjonelle hjernen aktivitet m?lt ved fMRI fet, og testet for ? behandle nevropsykiatriske lidelser og bistand i rehabilitering .

Figure 1
Figur 1 : Nervus vagus Efferent anslag og tverrsnitt.?(A) Efferent anslag av nervus vagus m?let alle store organer p? kroppen med store effekter p? kroppslige fungerer (B) tverrsnitt av nervus vagus, demonstrere innsiden anatomi av nerve som en rekke bunt av nerver alle inneholdt i en stor vei. Klikk her for ? se en st?rre versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2 : taVNS ?ret m?l. M?lretting til ABVN kan oppn?s ved ? stimulere den fremre veggen av ytre ?rekanalen, landmarked spesielt av tragus (A1) eller cymba conchae (A2). Humbug stimulering administreres til ?reflipp (S). Klikk her for ? se en st?rre versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3 : N?kkel komponentene. Minste n?dvendige komponenter for riktig administrasjon av taVNS er f?lgende (A) ?ret stimulering elektroder, (B) ledende geleen og alkohol prep pads, (C) datamaskinen kan sende og motta TTL pulser til en (D ) konstant gjeldende stimulator utl?se stimulering. Klikk her for ? se en st?rre versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4 : Eksempel Setup. Dette bildet viser en personlige mottar taVNS av det venstre ?ret n?r du er i posisjon til ? gjennomg? en eksperimentell paradigme. Klikk her for ? se en st?rre versjon av dette tallet.

Figure 5
Figur 5 : Skjermbilde av GUI brukes til stimulering. Klikk her for ? se en st?rre versjon av dette tallet.

Figure 6
Figur 6 : Elektrisk stimulering b?lgeform manipulasjoner. Direkte firkantb?lge elektrisk str?m kan leveres i ulike parametere. Denne illustrasjonen viser n?kkelegenskaper for b?lgeform som kan endres for ? oppn? ?nsket biologiske effekter. Klikk her for ? se en st?rre versjon av dette tallet.

Figure 7
Figur 7 : Perseptuell terskelverdier ?ke pulsen bredder. Som pulsbredde reduserer perseptuell terskelen (PT). Mest friske individer har en PT innen 2 standardavvik (SD) av disse mener verdiene. Klikk her for ? se en st?rre versjon av dette tallet.

Table 1
Tabell 1: eksempel p? hvordan ? bestemme perseptuell terskelen (PT). Denne tabellen viser et eksempel rekke Ja/nei svar brukes til ? bestemme parametrisk PT.

Table 2
Tabell 2: stimulering dagens niv?er. Verdiene for stimulering gjeldende i mA (200% PT) for hver pulsbredde (n = 15).

Table 3
Tabell 3: PT, stimulering str?m og smerte verdier for foresl?tte stimulering. Verdiene for stimulering gjeldende i mA (200% PT) for hver pulsbredde (n = 25).

Supplemental File Figure
Ekstra filen: Freeware GUI brukes i denne protokollen. Klikk her for ? laste ned denne filen.

Discussion

Som i alle romanen modaliteter er alle trinnene som beskrives avgj?rende for sikker administrasjon av taVNS. Ultimate bekymring er temaet sikkerhet, som inkluderer ikke bare begrensende risikoen f?r taVNS via skikkelig screening, men ogs? overv?king fag ved stimulering for ubehag, smerte eller u?nskede hendelser. Her er det tre viktigste hensynet for administrasjon av taVNS. Screening for taVNS kontraindikasjoner - kontraindikasjoner er som f?lger: alle n?v?rende eller tidligere historie av kardiovaskul?re lidelser, ansiktsbehandling eller ?resmerter, siste ?ret traumer, metall implantater over niv?et p? halsen. For riktig emnet huden forberedelse, fjerne surface oljer, skitt, eller sminke fra overflaten av huden med alkohol hjelper med ledningsevne elektrodene, reduserer stimulering spenning m? kj?re stimulator og til slutt resulterer i en mer utholdelig og sikker stimulering ?kten. Det oppfordres til ? bruke en stimulator og elektroder m?te lav produksjon Transkraniell elektrisk stimulering (LOTES) retningslinjer32. LOTES angir retningslinjer og industristandarder for elektro stimulators som er bygget for stimulering av hodet og nakke, og det er oppmuntret for grupper ? lese dette dokumentet f?r du bygger sine egne systemer. Det anbefales ? bruke enten en FDA klarert plug-in stimulator (se Tabell for materiale), eller en lav spenning (< 50 V), batteridrevet, konstant gjeldende stimulator med riktige sikkerhetstiltakene innebygd ? unng? utilsiktet overlevering av gjeldende til omr?det stimulering. Kontroller at elektrodene er produsert og montert for bestemte bruk i taVNS. Kontroller at gjeldende produksjon og tekniske retningslinjer er fulgt som referanse hvis lab-laget tilpassede systemer brukes.

én hensynet til taVNS er ? sikre at spenningen utdataene for konstant gjeldende stimulator kan overvinne motstanden av huden og levere str?mmen som kreves for stimulering. Ohms lov (V = IR) viser forholdet mellom gjeldende (I) og motstand huden (R). Minst en 20 V tabletop stimulator anbefales ? unng? et underpowered system. Varme generert fra hodebunnen eller milj?et kan svekkes ledende lim. Hvis dette skjer, anbefales det ? stoppe stimulering og re prep huden og elektroder med ny ledende lim.

En begrensning av taVNS er store parameteren plass. Det er ukjent om noe som er mer viktig-pulsbredde eller frekvens. Det er en manglende data i siste taVNS-fors?k som svar p? slike sp?rsm?l. De ulike atferd effektene er avledet fra en rekke puls bredder, frekvenser og stimulering str?m13,33,34,35,36,37, 38,39.

P? dette tidspunktet er det foresl?tt at de 500 μs puls bredde for ? v?re den mest biologisk aktive9. Forhold til frekvens, det har blitt demonstrert at 25 Hz er en effektiv frekvens, selv om gjeldende etterforskning optimal som h?yere frekvenser (> 25 Hz), bilaterale stimulering (venstre og h?yre ?rer) og investigational burst paradigmer er blir utf?rt. Studier utforske ulike parametere i stimulering, alternativ stimulering omr?der og plikt syklus optimalisering for ? fremme og forbedre metoden taVNS.

taVNS er et lovende ikke-invasiv alternativ til konvensjonelle VNS. taVNS gir en rimelig (<$ 5000 i demonstrert eksperimentelle oppsett, koste sterkt avhengig av typen stimulator brukes) og enkel metode som kan brukes til ? oversette positive funn i dyremodeller Utforsker bruken av VNS p? en rekke lidelser, noninvasively modulerer det autonome nervesystemet, og potensielt miniatyrisert og optimalisert for hjem neuromodulation for behandling av nevropsykiatriske og andre lidelser.

Den fremtidige potensielle og mulige anvendelser av taVNS er store. taVNS kan tjene som en lovende supplement eller frittst?ende behandling for nevropsykiatriske lidelser som depresjon og epilepsi, taVNS-sammenkoblet rehabilitering trening for ? gjenopprette eller akselerere l?ring av en atferd40, redusere inflammatorisk respons 41 , 42, og kan brukes til ? forbedre ytelsen og autonome funksjon8,10.

Disclosures

Forfatterne ikke avsl?re.

Acknowledgments

Forskningen i denne publikasjonen ble st?ttet av finansiering fra den nasjonale institutter for helse National Center av Neuromodulation for rehabilitering, NIH/NICHD Grant antallet P2CHD086844 som ble tildelt til Medical University of South Carolina. Innholdet ansvar forfattere og representerer ikke n?dvendigvis den offisielle synet av NIH eller NICHD.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
70% Isopropyl Alcohol Wipes Any N/A Any alcohol preparation pads used for skin in appropriate.
Constant Current Stimulator (Triggerable) Soterix Medical N/A Stimulator manufactured for custom use by Soterix Medical
Disposable Conductive Electrodes Custom Built N/A Stimulation electrodes are custom built at the City College Neural Engineering Lab (Badran/Bikson)
Matlab Software w/ Stimulation GUI MathWorks N/A MATLAB used for programing pulse pattern
Ten20 Conductive Paste Weaver and Company N/A Conductive paste used for administration of stimulation

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Berthoud, H. R., Neuhuber, W. L. Functional and chemical anatomy of the afferent vagal system. Autonomic Neuroscience. 85, (1-3), 1-17 (2000).
  2. George, M. S., et al. Vagus nerve stimulation: a new form of therapeutic Brain Stimulation. CNS Spectrums. 5, (11), 43-52 (2000).
  3. Nemeroff, C. B., et al. VNS therapy in treatment-resistant depression: clinical evidence and putative neurobiological mechanisms. Neuropsychopharmacology. 31, (7), 1345-1355 (2006).
  4. Ventureyra, E. C. Transcutaneous vagus nerve stimulation for partial onset seizure therapy. Child's Nervous System. 16, (2), 101-102 (2000).
  5. Peuker, E. T., Filler, T. J. The nerve supply of the human auricle. Clinical Anatomy. 15, (1), 35-37 (2002).
  6. Kreuzer, P. M., et al. Transcutaneous vagus nerve stimulation: retrospective assessment of cardiac safety in a pilot study. Frontiers in Psychiatry. 3, 70 (2012).
  7. Kreuzer, P. M., et al. Feasibility, safety and efficacy of transcutaneous vagus nerve stimulation in chronic tinnitus: an open pilot study. Brain Stimulation. 7, (5), 740-747 (2014).
  8. Badran, B. W., et al. Short trains of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) have parameter-specific effects on heart rate. Brain Stimulation. 11, (4), 699-708 (2018).
  9. Badran, B. W., et al. Neurophysiologic effects of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) via electrical stimulation of the tragus: A concurrent taVNS/fMRI study and review. Brain Stimulation. 11, (3), 492-500 (2018).
  10. Clancy, J. A., et al. Non-invasive vagus nerve stimulation in healthy humans reduces sympathetic nerve activity. Brain Stimulation. 7, (6), 871-877 (2014).
  11. Usichenko, T., Hacker, H., Lotze, M. Transcutaneous auricular vagal nerve stimulation (taVNS) might be a mechanism behind the analgesic effects of auricular acupuncture. Brain Stimulation. 10, (6), 1042-1044 (2017).
  12. Rong, P., et al. Effect of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation on major depressive disorder: A nonrandomized controlled pilot study. Journal of Affective Disorders. 195, 172-179 (2016).
  13. Bauer, S., et al. Transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS) for treatment of drug-resistant epilepsy: a randomized, double-blind clinical trial (cMPsE02). Brain Stimulation. 9, (3), 356-363 (2016).
  14. Jacobs, H. I., Riphagen, J. M., Razat, C. M., Wiese, S., Sack, A. T. Transcutaneous vagus nerve stimulation boosts associative memory in older individuals. Neurobiology of Aging. 36, (5), 1860-1867 (2015).
  15. Jongkees, B. J., Immink, M. A., Finisguerra, A., Colzato, L. S. Transcutaneous Vagus Nerve Stimulation (tVNS) Enhances Response Selection During Sequential Action. Frontiers in Psychology. 9, 1159 (2018).
  16. Sellaro, R., de Gelder, B., Finisguerra, A., Colzato, L. S. Transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS) enhances recognition of emotions in faces but not bodies. Cortex. 99, 213-223 (2018).
  17. Jin, Y., Kong, J. Transcutaneous vagus nerve stimulation: a promising method for treatment of autism spectrum disorders. Frontiers in Neuroscience. 10, (2016).
  18. Colzato, L. S., Ritter, S. M., Steenbergen, L. Transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS) enhances divergent thinking. Neuropsychologia. 111, 72-76 (2018).
  19. George, M. S., et al. Vagus nerve stimulation for the treatment of depression and other neuropsychiatric disorders. Expert Review of Neurotherapeutics. 7, (1), 63-74 (2007).
  20. Kong, J., Fang, J., Park, J., Li, S., Rong, P. Treating Depression with Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation: State of the Art and Future Perspectives. Frontiers in Psychiatry. 9, 20 (2018).
  21. Dawson, J., et al. Safety, feasibility, and efficacy of vagus nerve stimulation paired with upper-limb rehabilitation after ischemic stroke. Stroke. 47, (1), 143-150 (2016).
  22. Liu, H., et al. Vagus nerve stimulation inhibits heroin-seeking behavior induced by heroin priming or heroin-associated cues in rats. Neuroscience Letters. 494, (1), 70-74 (2011).
  23. Zhang, Y., et al. Chronic Vagus Nerve Stimulation Improves Autonomic Control and Attenuates Systemic Inflammation and Heart Failure Progression in a Canine High-Rate Pacing ModelCLINICAL PERSPECTIVE. Circulation: Heart Failure. 2, (6), 692-699 (2009).
  24. De Ridder, D., Kilgard, M., Engineer, N., Vanneste, S. Placebo-controlled vagus nerve stimulation paired with tones in a patient with refractory tinnitus: a case report. Otology & Neurotology. 36, (4), 575-580 (2015).
  25. Shim, H. J., et al. Feasibility and safety of transcutaneous vagus nerve stimulation paired with notched music therapy for the treatment of chronic tinnitus. Journal of Audiology & Otology. 19, (3), 159-167 (2015).
  26. Chesterton, L. S., Foster, N. E., Wright, C. C., Baxter, G. D., Barlas, P. Effects of TENS frequency, intensity and stimulation site parameter manipulation on pressure pain thresholds in healthy human subjects. Pain. 106, (1-2), 73-80 (2003).
  27. Badran, B. W., et al. Tragus or cymba conchae? Investigating the anatomical foundation of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS). Brain Stimulation. 11, (4), 947-948 (2018).
  28. Ramsay, R. E., et al. Vagus nerve stimulation for treatment of partial seizures: 2. Safety, side effects, and tolerability. First International Vagus Nerve Stimulation Study Group. Epilepsia. 35, (3), 627-636 (1994).
  29. Farrar, J. T., Young, J. P., LaMoreaux, L., Werth, J. L., Poole, R. M. Clinical importance of changes in chronic pain intensity measured on an 11-point numerical pain rating scale. Pain. 94, (2), 149-158 (2001).
  30. Badran, B. W., et al. Short trains of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) have parameter-specific effects on heart rate. Brain Stimulation. (2018).
  31. Bauer, S., et al. Transcutaneous Vagus Nerve Stimulation (tVNS) for Treatment of Drug-Resistant Epilepsy: A Randomized, Double-Blind Clinical Trial (cMPsE02). Brain Stimulation. 9, (3), 356-363 (2016).
  32. Bikson, M., et al. Limited output transcranial electrical stimulation (LOTES-2017): Engineering principles, regulatory statutes, and industry standards for wellness, over-the-counter, or prescription devices with low risk. Brain Stimulation. 11, (1), 134-157 (2018).
  33. Kraus, T., et al. BOLD fMRI deactivation of limbic and temporal brain structures and mood enhancing effect by transcutaneous vagus nerve stimulation. Journal of Neural Transmission. 114, (11), 1485-1493 (2007).
  34. Kraus, T., et al. CNS BOLD fMRI effects of sham-controlled transcutaneous electrical nerve stimulation in the left outer auditory canal-a pilot study. Brain Stimulation. 6, (5), 798-804 (2013).
  35. Fallgatter, A., et al. Far field potentials from the brain stem after transcutaneous vagus nerve stimulation. Journal of Neural Transmission. 110, (12), 1437-1443 (2003).
  36. Fallgatter, A. J., Ehlis, A. -C., Ringel, T. M., Herrmann, M. J. Age effect on far field potentials from the brain stem after transcutaneous vagus nerve stimulation. International Journal of Psychophysiology. 56, (1), 37-43 (2005).
  37. Polak, T., et al. Far field potentials from brain stem after transcutaneous vagus nerve stimulation: optimization of stimulation and recording parameters. Journal of Neural Transmission. 116, (10), 1237-1242 (2009).
  38. Greif, R., et al. Transcutaneous electrical stimulation of an auricular acupuncture point decreases anesthetic requirement. The Journal of the American Society of Anesthesiologists. 96, (2), 306-312 (2002).
  39. Wang, S. -M., Peloquin, C., Kain, Z. N. The use of auricular acupuncture to reduce preoperative anxiety. Anesthesia & Analgesia. 93, (5), 1178-1180 (2001).
  40. Badran, B. W., et al. Transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) for improving oromotor function in newborns. Brain Stimulation: Basic, Translational, and Clinical Research in Neuromodulation. (2018).
  41. Borovikova, L. V., et al. Vagus nerve stimulation attenuates the systemic inflammatory response to endotoxin. Nature. 405, (6785), 458-462 (2000).
  42. Ulloa, L. The vagus nerve and the nicotinic anti-inflammatory pathway. Nature Reviews Drug Discovery. 4, (8), 673-684 (2005).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics