DOI: https://doi.org/10.1007/s10484-025-09764-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41493526
تاريخ النشر: 2026-01-06
المؤلف: Seyedeh Zeinab Molaeizadeh وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث تحفيز العصب الحائر
نظرة عامة
تناقش هذه القسم تحقيقًا تجريبيًا حول تأثيرات التغذية الراجعة العصبية (NF) وتحفيز العصب المبهم عبر الجلد (tVNS) على تنظيم العواطف والديناميات العصبية. تتيح NF للأفراد تنظيم نشاط دماغهم ذاتيًا من خلال توفير تغذية راجعة في الوقت الحقيقي، مع التركيز بشكل خاص على إيقاعات ألفا وثيتا، التي ارتبطت بتقليل القلق والاكتئاب. بالمقابل، وُجد أن tVNS يزيد بشكل كبير من نسبة ألفا/ثيتا، مما يشير إلى آلية عمل مختلفة قد تتضمن تعديلًا من الأسفل إلى الأعلى للحالات العصبية الفسيولوجية.
تشير نتائج الدراسة إلى أن NF وtVNS يعملان من خلال مسارات متميزة، حيث تسهل NF تنظيم العواطف من الأعلى إلى الأسفل بينما تعزز tVNS الحالات العصبية الفسيولوجية. ومع ذلك، فإن عدم وجود تآزر في البروتوكول المشترك يبرز تعقيدات تعديل الأعصاب المتعدد الوسائط. نظرًا لصغر حجم العينة (n = 5 لكل مجموعة) وغياب الضوابط الوهمية، يجب تفسير النتائج على أنها أولية وتوليد فرضيات بدلاً من أن تكون حاسمة. تؤكد أحجام التأثير المبلغ عنها (d = -1.02 لـ NF على القلق؛ d = 1.40 لـ tVNS على نسبة ألفا/ثيتا) على الحاجة إلى دراسات أكبر ومضبوطة جيدًا للتحقق من هذه النتائج وتحسين منهجيات التدخل. تمهد هذه الدراسة التجريبية الطريق للبحوث المستقبلية التي تهدف إلى تطوير استراتيجيات تعديل الأعصاب غير الغازية الأكثر فعالية في علم الأعصاب البشري.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على انتشار القلق والاكتئاب كقضايا صحية عقلية هامة تؤدي إلى إعاقة كبيرة وانخفاض جودة الحياة، كما أفادت منظمة الصحة العالمية (2019). بينما توجد علاجات دوائية، يواجه العديد من المرضى تحديات مثل الفعالية المحدودة، والآثار الجانبية، وسوء الالتزام (Cui, 2015). تؤكد هذه القسم على دور العلامات الحيوية، وخاصة الكورتيزول اللعابي، في فهم تنظيم الغدد الصماء العصبية في الحالات المرتبطة بالتوتر، مشيرة إلى أن مستويات الكورتيزول غير المنظمة ترتبط بشكل متكرر بالقلق والاكتئاب (Mikkelsen et al., 2021; Sitorus & Silitonga, 2025).
تناقش المقدمة أيضًا إمكانية التغذية الراجعة العصبية (NF) وتحفيز العصب المبهم عبر الجلد (tVNS) في التأثير على مستويات الكورتيزول، على الرغم من أن النتائج الحالية غير متسقة (Aliño Costa et al., 2016; Doerr et al., 2023; Hua et al., 2025; Shahyad et al., 2024). نظرًا لآلياتهما المختلفة – تنظيم NF من الأعلى إلى الأسفل وتعديل tVNS لمسارات الجهاز العصبي الذاتي من الأسفل إلى الأعلى – هناك أساس نظري لتطبيقهما المشترك، مما قد يعزز النتائج عبر المجالات النفسية والفسيولوجية والعصبية الفسيولوجية (Naparstek et al., 2023). تهدف هذه الدراسة التجريبية الحالية إلى التحقيق في التأثيرات الفردية والمجمعة لـ NF وtVNS على القلق، وأنواع أعراض الاكتئاب، والكورتيزول اللعابي، ونسبة EEG ألفا/ثيتا، مع فرضيات محددة بشأن فعاليتها في تقليل الأعراض وتعزيز النشاط العصبي الفسيولوجي.
الطرق
تهدف الدراسة التجريبية إلى توليد أحجام تأثير أولية واستكشاف آليات العمل المحتملة لتوجيه البحوث المستقبلية والتجارب العشوائية المضبوطة الأكبر. مع حجم عينة صغير من خمسة مشاركين لكل مجموعة، تهدف النتائج إلى أن تكون استكشافية وتوليد فرضيات بدلاً من أن تكون تأكيدية. أكدت الدراسة على الصلاحية الداخلية من خلال توحيد الإجراءات بدقة، مع الاعتراف أيضًا بالقيود في الصلاحية الخارجية والقوة الإحصائية التي تعتبر نموذجية للدراسات التجريبية.
النتائج
تتناول قسم النتائج في الدراسة تأثيرات التغذية الراجعة العصبية (NF)، وتحفيز العصب المبهم عبر الجلد (tVNS)، ومزيجها على نتائج نفسية وعصبية فسيولوجية وبيولوجية متنوعة. تشير النتائج الرئيسية إلى أن مستويات الكورتيزول اللعابي في الصباح لم تتغير بشكل كبير عبر جميع المجموعات، مما قد يُعزى إلى قصر مدة التدخل، والحالة الصحية للعينة، وقوة إحصائية محدودة. تثير التدخل الذي استمر لأربعة أسابيع، والذي يتكون من جلسات مرتين أسبوعيًا، تساؤلات حول توقيت التحسينات الملحوظة – سواء كانت تحدث فجأة، أو تتراكم تدريجيًا، أو تتطلب حدًا أدنى من التدريب. بالإضافة إلى ذلك، قد يكون التسلسل الثابت لـ NF يليه tVNS في الحالة المجمعة قد أدخل تأثيرات ترتيب قد تقلل من فعالية التدخلات.
تسلط الدراسة الضوء على عدة قيود منهجية، بما في ذلك العينة التي تتكون في الغالب من الإناث (95%، n = 19)، مما يحد من إمكانية تعميم النتائج على السكان الأوسع. يثير غياب ظروف التحكم الوهمية لكل من NF وtVNS مخاوف بشأن التأثيرات المحتملة للتوقعات واستجابات الدواء الوهمي على التحسينات المبلغ عنها ذاتيًا. علاوة على ذلك، يحد نقص التقييمات الوسيطة من القدرة على تتبع مسار التغيرات بمرور الوقت. على الرغم من هذه القيود، توفر الدراسة التجريبية تقديرات قيمة لأحجام التأثير الأولية وتظهر جدوى بروتوكولات تعديل الأعصاب المجمعة، مع التأكيد على الحاجة إلى بحوث مستقبلية تتضمن ضوابط مناسبة واستراتيجيات تقييم أكثر شمولاً لتوضيح الآليات المحددة التي تكمن وراء التأثيرات الملحوظة.
المناقشة
تحققت الدراسة التجريبية من التأثيرات قصيرة المدى للتغذية الراجعة العصبية (NF)، وتحفيز العصب المبهم عبر الجلد (tVNS)، ومزيجها على نتائج نفسية وعصبية فسيولوجية وبيولوجية في عينة من 20 طالبًا جامعيًا صحيًا. تم تعيين المشاركين إلى واحدة من أربع مجموعات: NF، tVNS، NF + tVNS المجمعة، أو مجموعة التحكم، مع تصميم الدراسة ككمي شبه تجريبي واستكشافي نظرًا لصغر حجم العينة. أشارت النتائج الرئيسية إلى أن NF قللت بشكل كبير من مستويات القلق (مقياس القلق بيك، $p = 0.042$، $d = -1.02$) وأعراض الاكتئاب (مقياس MCMI الفرعي، $p = 0.048$، $d = -0.92$)، مما يشير إلى تنظيم عاطفي فعال من الأعلى إلى الأسفل. بالمقابل، أدى tVNS إلى زيادة كبيرة في نسبة EEG ألفا/ثيتا ($p = 0.042$، $d = 1.40$)، مما يشير إلى تعزيز التنظيم العصبي الفسيولوجي، لكنه لم يسفر عن تغييرات كبيرة في مستويات القلق.
من الجدير بالذكر أن التدخل المجمّع NF + tVNS لم ينتج عنه تأثيرات إضافية، مما يبرز تعقيد الأساليب متعددة الوسائط. قد يكون عدم وجود تآزر ناتجًا عن تسلسل غير مثالي أو إمكانية التداخل بين آليات NF وtVNS من الأعلى إلى الأسفل ومن الأسفل إلى الأعلى، على التوالي. تؤكد الدراسة على الحاجة إلى بحوث مستقبلية لتحسين معايير التدخل ودمج تجارب أكبر مضبوطة وهميًا للتحقق من هذه النتائج الأولية. بشكل عام، بينما توفر النتائج رؤى قيمة حول الآليات المتميزة لـ NF وtVNS، ينبغي تفسيرها بحذر نظرًا للطبيعة الاستكشافية للدراسة وغياب القوة الإحصائية القوية.
القيود
تسلط قيود هذه الدراسة التجريبية الضوء على عدة عوامل حاسمة تؤثر على تفسير وتعميم نتائجها. من الجدير بالذكر أن غياب ظروف التحكم الوهمية للتغذية الراجعة العصبية (NF) أو تحفيز العصب المبهم عبر الجلد (tVNS) يثير مخاوف بشأن التأثيرات المحتملة للتوقعات، واستجابات الدواء الوهمي، وعوامل غير محددة أخرى على التحسينات الملاحظة في المقاييس النفسية المبلغ عنها ذاتيًا. يحد حجم العينة الصغير للدراسة (n = 5 لكل مجموعة) بشكل كبير من القوة الإحصائية، مما يجعل من الصعب اكتشاف تأثيرات أو تفاعلات ذات دلالة. وبالتالي، لا ينبغي تفسير النتائج غير الدالة كدليل على عدم وجود تأثير، بل كدليل غير كافٍ لتأكيد وجود تأثيرات قد تكون موجودة.
علاوة على ذلك، تشير الطبيعة الاستكشافية لهذه التحقيق إلى أن النتائج هي في الأساس توليد فرضيات وتحتاج إلى تكرار في تجارب عشوائية مضبوطة أكبر ومزودة بقوة كافية. على الرغم من ملاحظة التغيرات الكهربية، لم تظهر النتائج النفسية تحسنًا كبيرًا، مما يشير إلى أن مدة التدخل أو الانخراط في مهام إضافية قد تكون مطلوبة لتحقيق تأثيرات سلوكية ملحوظة. تشير النتيجة غير المتوقعة التي تفيد بأن tVNS، بدلاً من NF، زادت من نسبة ألفا/ثيتا – على الرغم من استهداف NF المباشر لهذه المعلمة – إلى وجود اختلافات محتملة في الآليات الأساسية. قد تعتمد NF على التنظيم الذاتي الواعي مع نتائج متغيرة، بينما يبدو أن tVNS تحفز تغييرات أكثر اتساقًا من خلال تعديل سلبي لنوى جذع الدماغ. بالإضافة إلى ذلك، قد تكون تأثيرات NF تعتمد على الحالة، حيث تظهر فقط أثناء التدريب النشط، بينما قد تؤدي tVNS إلى تغييرات أكثر ديمومة في أنماط التذبذب الأساسية.
DOI: https://doi.org/10.1007/s10484-025-09764-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41493526
Publication Date: 2026-01-06
Author(s): Seyedeh Zeinab Molaeizadeh et al.
Primary Topic: Vagus Nerve Stimulation Research
Overview
This section discusses a pilot investigation into the effects of neurofeedback (NF) and transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS) on emotional regulation and neural dynamics. NF enables individuals to self-regulate their brain activity by providing real-time feedback, particularly targeting Alpha and Theta rhythms, which have been associated with reductions in anxiety and depression. In contrast, tVNS was found to significantly increase the Alpha/Theta ratio, indicating a different mechanism of action that may involve bottom-up modulation of neurophysiological states.
The study’s findings suggest that NF and tVNS operate through distinct pathways, with NF facilitating top-down emotional regulation and tVNS enhancing neurophysiological states. However, the lack of synergy in the combined protocol highlights the complexities of multimodal neuromodulation. Due to the small sample size (n = 5 per group) and the absence of sham controls, the results should be interpreted as preliminary and hypothesis-generating rather than conclusive. The reported effect sizes (d = -1.02 for NF on anxiety; d = 1.40 for tVNS on Alpha/Theta ratio) underscore the need for larger, well-controlled studies to validate these findings and refine intervention methodologies. This pilot work lays the groundwork for future research aimed at developing more effective non-invasive neuromodulation strategies in human neuroscience.
Introduction
The introduction highlights the prevalence of anxiety and depression as significant mental health issues that lead to considerable disability and diminished quality of life, as reported by the World Health Organization (2019). While pharmacological treatments exist, many patients face challenges such as limited efficacy, adverse effects, and poor adherence (Cui, 2015). The section emphasizes the role of biomarkers, particularly salivary cortisol, in understanding neuroendocrine regulation in stress-related conditions, noting that dysregulated cortisol levels are frequently associated with anxiety and depression (Mikkelsen et al., 2021; Sitorus & Silitonga, 2025).
The introduction also discusses the potential of neurofeedback (NF) and transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS) to influence cortisol levels, although existing findings are inconsistent (Aliño Costa et al., 2016; Doerr et al., 2023; Hua et al., 2025; Shahyad et al., 2024). Given their differing mechanisms—NF’s top-down cortical regulation and tVNS’s modulation of bottom-up autonomic pathways—there is a theoretical basis for their combined application, which may enhance outcomes across psychological, physiological, and neurophysiological domains (Naparstek et al., 2023). The present pilot study aims to investigate the individual and combined effects of NF and tVNS on anxiety, depressive symptom subtypes, salivary cortisol, and the EEG Alpha/Theta ratio, with specific hypotheses regarding their efficacy in reducing symptoms and enhancing neurophysiological activity.
Methods
The pilot study aimed to generate preliminary effect sizes and explore potential mechanisms of action to guide future research and larger randomized controlled trials. With a small sample size of five participants per group, the findings are intended to be exploratory and hypothesis-generating rather than confirmatory. The study emphasized internal validity by rigorously standardizing procedures, while also recognizing the limitations in external validity and statistical power that are typical of pilot studies.
Results
The results section of the study examines the effects of neurofeedback (NF), transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS), and their combination on various psychological, neurophysiological, and biological outcomes. Key findings indicate that morning salivary cortisol levels did not change significantly across all groups, which may be attributed to the short duration of the intervention, the health status of the sample, and limited statistical power. The four-week intervention, consisting of twice-weekly sessions, raises questions about the timing of observed improvements—whether they occur suddenly, accumulate gradually, or require a minimum threshold of training. Additionally, the fixed sequence of NF followed by tVNS in the combined condition may have introduced order effects that could diminish the efficacy of the interventions.
The study highlights several methodological limitations, including the predominantly female sample (95%, n = 19), which restricts the generalizability of findings to broader populations. The absence of sham control conditions for both NF and tVNS raises concerns about the potential influence of expectancy effects and placebo responses on self-reported improvements. Furthermore, the lack of intermediate assessments limits the ability to track the time course of changes. Despite these limitations, the pilot study provides valuable preliminary effect size estimates and demonstrates the feasibility of combined neuromodulation protocols, while emphasizing the need for future research to incorporate appropriate controls and more comprehensive assessment strategies to elucidate the specific mechanisms underlying the observed effects.
Discussion
The pilot study investigated the short-term effects of neurofeedback (NF), transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS), and their combination on psychological, neurophysiological, and biological outcomes in a sample of 20 healthy university students. Participants were assigned to one of four groups: NF, tVNS, combined NF + tVNS, or control, with the study design being quasi-experimental and exploratory due to the small sample size. Key findings indicated that NF significantly reduced anxiety levels (Beck Anxiety Inventory, $p = 0.042$, $d = -1.02$) and depressive symptoms (MCMI subscale, $p = 0.048$, $d = -0.92$), suggesting effective top-down emotional regulation. Conversely, tVNS led to a significant increase in the Alpha/Theta EEG ratio ($p = 0.042$, $d = 1.40$), indicating enhanced neurophysiological regulation, but did not yield significant changes in anxiety levels.
Notably, the combined NF + tVNS intervention did not produce additive effects, highlighting the complexity of multimodal approaches. The lack of synergy may stem from suboptimal sequencing or the potential for interference between the top-down and bottom-up mechanisms of NF and tVNS, respectively. The study emphasizes the need for future research to optimize intervention parameters and incorporate larger, sham-controlled trials to validate these preliminary findings. Overall, while the results provide valuable insights into the distinct mechanisms of NF and tVNS, they should be interpreted cautiously due to the exploratory nature of the study and the absence of robust statistical power.
Limitations
The limitations of this pilot study highlight several critical factors that affect the interpretation and generalizability of its findings. Notably, the absence of sham neurofeedback (NF) or sham transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS) control conditions raises concerns about the potential influence of expectancy effects, placebo responses, and other non-specific factors on the observed improvements in self-reported psychological measures. The study’s small sample size (n = 5 per group) significantly limits statistical power, making it difficult to detect meaningful effects or interactions. Consequently, non-significant findings should not be construed as evidence of no effect but rather as insufficient evidence to confirm the existence of effects that may be present.
Moreover, the exploratory nature of this investigation suggests that the findings are primarily hypothesis-generating and necessitate replication in larger, adequately powered randomized controlled trials. Despite observing electrophysiological changes, psychological outcomes did not show significant improvement, indicating that the duration of intervention or additional task engagement may be required for observable behavioral effects. The unexpected result that tVNS, rather than NF, increased the Alpha/Theta ratio—despite NF’s direct targeting of this parameter—suggests potential differences in underlying mechanisms. NF may rely on conscious self-regulation with variable outcomes, while tVNS appears to induce more consistent changes through passive modulation of brainstem nuclei. Additionally, NF’s effects may be state-dependent, only manifesting during active training, whereas tVNS may lead to more enduring changes in basal oscillatory patterns.