Transkutane Vagusnervstimulation - Veränderung psychometrischer Parameter in Abhängigkeit von verschiedenen Stimulationsorten
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Invasive electrical vagus nerve stimulation (i-VNS) modifying neuronal activity has proved to be an effective treatment option for many neuropsychiatric disease patterns such as seizure disorder and major depression. Furthermore, direct electrical stimulation of the vagus nerve seems to improve cognition and mood. It is tempting to speculate that transcutaneously stimulating vagal afferences in the outer auditory canal might lead to the similar effects. The aim of the present study was to achieve specific changes in cognitive parameters and subjective well-being measured by psychometric tests applying transcutaneous vagus nerve stimulation (t-VNS) at various stimulation sites. Twenty healthy volunteers were transcutaneously electrically stimulated in a randomized way at four different locations in the outer auditory canal and on the lobe of the ear (left ear lobe, left anterior acoustic meatus, left posterior acoustic meatus and right anterior acoustic meatus) on four days one after the other. Before and after t-VNS psychometric tests were performed namely the Adjective Mood Scale by Zerssen (AMS), visual analog scales (VAS) and the “KAI-test”. According to the analysis of variance (ANOVA) subjective well-being showed highly significant improvement (F [1; 76] = 20.700, p < 0.001), highly significant increase of alertness (F [1; 76] = 14.984, p < 0.001), as well as highly significant decrease of a slightly negative mood (F [1; 76] = 31.277, p < 0.001) after t-VNS. Furthermore, there was a significant increase of concentration (KAI present duration (TR), F [1; 76] = 4.349, p < 0.05). The changes did not interact with the stimulation site. The present study reveals conspicuous psychometric effects, in particular an increase of subjective well-being, alertness, relaxation and cognitive performance in healthy subjects after t-VNS. These alterations are possibly not restricted to certain stimulation sites in the external auditory canal or the ear lobe respectively. Further tests are necessary to optimize the t-VNS method including sham test conditions. However, the results of the study confirm the hypothesis of a potential transcutaneous vagus nerve stimulation (t-VNS).
Abstract
Die invasive elektrische Vagusnervstimulation (i-VNS) bedingt eine Änderung neuronaler Aktivität und ist eine mögliche Therapieoption bei neuropsychiatrischen Krankheitsbildern wie zum Beispiel der Epilepsie oder der schweren Depression. Neben der antiepileptischen Wirkung scheint die direkte Stimulation des Vagusnervs einen kognitionsverbessernden und antidepressiven Effekt zur Folge zu haben. Es stellt sich die Frage, ob ein entsprechendes Ergebnis auch über eine transkutane Stimulation vagaler Afferenzen im äußeren Gehörgang erzielt werden könnte. Ziel dieser Studie war es, spezifische Veränderungen kognitiver Parameter und Befindlichkeitsveränderungen nach der transkutanen Vagusnervstimulation (t-VNS) an verschiedenen Reizorten im äußeren Gehörgang mittels psychometrischer Testverfahren zu erfassen. 20 gesunde Probanden wurden an 4 aufeinander folgenden Tagen randomisiert an vier verschiedenen Stimulationsorten des äußeren Gehörgangs und an der Ohrmuschel (linkes Ohrläppchen, linker anteriorer Gehörgang, linker posteriorer Gehörgang und rechter anteriorer Gehörgang) transkutan elektrisch stimuliert. Jeweils vor und nach der t-VNS wurden psychometrische Tests mittels der Befindlichkeitsskala nach Zerssen (BFS), Visuellen Analog-Skalen (VAS) sowie einem Kurztest für allgemeine Basisgrößen der Informationsverarbeitung (KAI) vorgenommen. Das allgemeine lineare Modell für Messwiederholungen ergab eine hochsignifikante Verbesserung der Befindlichkeit (F [1; 76] = 20,700, p < 0,001), eine hochsignifikante Zunahme der Wachheit (F [1; 76] = 14,984, p < 0,001) und der Entspannung (F [1; 76] = 31,277, p < 0,001), sowie einer hochsignifikanten Abnahme einer negativen Gestimmtheit (F [1; 76] = 22,137, p < 0,001) nach der t-VNS. Außerdem zeigte sich eine signifikante Zunahme der Aufmerksamkeit (KAI Gegenwartsdauer (TR), F [1; 76] = 4,349, p < 0,05). Die Veränderungen interagierten allerdings nicht mit dem Stimulationsort. Die vorliegende Studie offenbarte deutliche psychometrische Effekte im Sinne einer Steigerung der Befindlichkeit, Wachheit, Entspannung und kognitiver Leistungsfähigkeit durch die t-VNS bei gesunden Probanden. Diese Veränderungen sind möglicherweise nicht an bestimmte Stimulationsorte im Bereich des äußeren Gehörgangs und des Ohrläppchens gebunden. Es sollten weitere Tests folgen, um eine optimierte und standardisierte Methodik der t-VNS, einschließlich Sham-Testkonditionen, zu erreichen. Dennoch unterstützen die Studienergebnisse die Hypothese einer möglichen transkutanen Vagusnervstimulation (t-VNS).