材料与试剂

1.非泡腾 Haz-Tab（每片 4.5 g NADDC）（Guest Medical，目录号：H8801），浓度高达 1,000 ppm（每 2.5 L 一片）
2.积极和消极影响表 (PANAS)（Watson 等人，1988）
3.为每位参与者提供适当尺寸的医院手术服
4.毯子

设备

1.MRI机（ 3特斯拉西门子Magnetom Lumina，32通道头部线圈）
2.热水器（ Laz-y-spa，英国）
3.水泵（Laz-y-spa，英国）
4.冷水机组（Grant Instruments，英国）
5.三导联心电图（ECG，Fukuda Denshi，英国）
6.ECG 电极（Ambu ® Blue Sensor P，马来西亚）
7.电极覆盖 Tegaderm 敷料（3M，德国）
8.35 毫米呼吸软管（英国克兰利）
9.可重复使用的鼻夹（英国克兰利）
10.二通T型非重复呼吸阀（Hans Rudolf，美国）
11.呼吸涡轮（KL Engineering，美国）
12.热敏电阻盒（ML309，AD Instruments，澳大利亚）
13.皮肤温度热敏电阻（MLT422/A，澳大利亚）
14.数字录音机（ Powerlab ，AD Instruments，澳大利亚）
15.连接到Powerlab并编程为 400 Hz 采样率的笔记本电脑（图表软件，澳大利亚 AD 仪器）

扫描参数

1.解剖扫描：具有以下参数的 T1 加权 MPRAGE 图像：重复时间 (TR) = 1,900 ms 、回波时间 (TE) = 2.74 ms 、翻转角 = 8 ° 、视场 (FOV) = 256 × 256 mm 2 、体素尺寸 = 1.0 × 1.0 × 1.0 mm 3 ，以及 192 个轴向切片。
2.功能扫描：使用具有 32 通道头部线圈的 T2 加权梯度回波回波平面成像 (EPI) 序列获取血氧水平依赖 (BOLD) 对比全脑功能图像。序列持续时间 13.12 分钟。采集参数：TR = 2,680 ms ； TE = 30毫秒；矩阵尺寸 = 64 × 64 mm 2 ；切片厚度 = 2.5 mm，切片间距 = 2.5 mm，翻转角度 = 80 °；以交错切片顺序测量具有 48 个轴向切片的 292 个体积，并沿前后连合线定位（AC-PC 方向）。使用自动高阶匀场技术来最大化磁场均匀性。

软件

1.MATLAB 2022a（MATLAB 和统计工具箱版本 2012b，MathWorks，美国马萨诸塞州纳蒂克）
2.CONN (v.2021a)：用于相关和反相关大脑网络的功能连接工具箱（Whitfield-Gabrieli 和 Nieto-Castanon，2012，http: //www.nitrc.org/projects/conn ）
3.JASP（ JASP Team，2022，版本 0.16.3）（计算机软件）

程序

A.步骤 1. 参与者筛选

1.资格审查
a.向感兴趣的志愿者提供参与者信息表，其中包含解释资格标准、程序和风险的部分。
b.资格标准： ( i ) 年龄在 18 岁至 45岁； (ii) 无医学、神经、精神或药物滥用病史； (iii)在过去 12 – 18 个月内未接触过 CWI（未接触过冷水，包括冷水淋浴、不加热的游泳池或大海），并且 (iv)没有任何类型的慢性疼痛（图 1）。

图 1. 参与者选择配偶图。该图提供了有关选择步骤（左侧）以及每个选择步骤中排除的参与者数量的信息。

c.如果需要，通过电话采访筛选参与者，并进行医疗官员要求的任何额外预筛选测试，以排除任何重大的医学、神经、精神或药物滥用病史。
2.幽闭恐惧症筛查
a.西门子Lumina扫描仪有一个相对较大的隧道，光线充足，两端都是开放的。这极大地降低了幽闭恐惧症的体验。询问参与者过去是否经历过幽闭恐惧症（或害怕处于封闭空间中）。
b.询问参与者之前是否有 MRI 扫描的经验。
c.询问参与者过去是否因接触令人恐惧的情况而立即感到焦虑或惊恐发作。
d.如果答案是肯定的。或 c.，参与者未通过幽闭恐惧症筛查。
3.MRI 兼容性筛查
a.MRI 兼容性筛查应符合扫描仪使用批准的标准操作程序。各大学的程序可能略有不同。与当地扫描仪经理讨论筛查程序。
b.要求参与者回答评估他们参加功能磁共振成像研究资格的问题： ( i ) 您有心脏起搏器或起搏线吗？ (ii) 您最近做过任何手术吗？ (iii) 您的头部（包括眼睛/耳朵/大脑）是否接受过任何手术？ (iv) 您是否有任何植入设备（例如可编程脑积水分流器、神经刺激器、耳蜗植入物、动脉瘤夹）？ (v) 您的眼睛或身体任何部位是否曾遭受过任何金属伤害？ (vi)您有以下任何一项：金属假牙、身体穿孔、助听器、硝基贴片、假肢或假肢、纹身？ (vii) 对于女性：您有宫内节育器（环）吗？您可能怀孕了吗？
c.如果所有问题的答案是否定的，参与者将被带到下一个筛选步骤。如果一个或几个问题的答案是肯定的，请将这种情况交给放射技师。
通过第 1 步的参与者计划参观进行研究的伯恩茅斯大学医学成像和可视化研究所 (IMIV)。对于预定的访问，要求参与者 ( i )在扫描之前 2 小时不要进食； (ii) 带泳衣/泳裤或短裤（女士+背心）、毛巾、羊毛毛衣或不含金属的运动衫，以及拖鞋或人字拖。

B.步骤 2. CWI 前评估

1.MRI安全评估
a.如果参与者通过 MRI 安全评估，请解释实验程序并使参与者熟悉设置，包括冷水浴缸和监测设备。
b.回答参与者可能提出的任何问题，并要求他们填写书面知情同意书。
2.CWI 前情绪评估
a.提供 PANAS 调查问卷的印刷版，并指导他们评估调查问卷的所有项目，反映他们在完成调查问卷时（当时）的感受。
b.询问参与者是否有任何问题。确保他们的衣服没有任何金属部件（或提供一套磨砂膏和毯子）。

C.步骤3.实验程序

1.CWI 前扫描
a.将参与者放置在扫描仪中（图 2）。使用兼容 MRI 的耳机来降低扫描仪噪音。使用垫子固定参与者的头部以减少头部运动。

图 2. 参与者在扫描仪中的位置

b.提供报警按钮（通过按下该按钮，参与者可以随时停止扫描）。
c.要求参与者保持清醒并睁大眼睛。
d.开始解剖（结构）扫描（4.5 分钟）。之后立即开始功能扫描（静息状态）（13.12 分钟）。
e.完成 CWI 前扫描程序后，将参与者带到更衣室换上泳衣。
2.CWI（冷水浸泡程序）
a.记录参与者的身高和质量。
b.仪器配有通过 ECG 电极连接的三导联 ECG，并使用 Tegaderm 敷料对电极进行防水，以提高浸泡期间的信号质量。
c.为参与者提供鼻夹和吹嘴，并要求他们自始至终自由呼吸。
d.参与者坐在冷水箱旁边，在图表软件上收集至少 2 分钟的基线数据。图表程序还收集整个浸泡过程中的水温、心电图和通气数据，并且应在图表软件中添加注释以突出显示浸泡前、浸泡和浸泡后阶段。
e.- 15 秒内坐在水中。他们将浸入腋窝深处（参见图形概述中的图像）。如果浸得太深，就让他们坐在浅处；如果太浅，请他们坐在较深的地方。这是通过在参与者可以坐在的底部放置重物来完成的。
f.鼓励参与者通过吹嘴自由呼吸，不要试图屏住呼吸。
g.在浸泡期间监测心电图是否存在任何需要从冷水中取出的心电图异常。
h.完成 5 分钟的浸泡后，或者如果参与者需要提前退出，他们站起来，离开水箱到防滑表面上，然后取下心电图和咬嘴。
i.参与者尽快脱掉泳衣并擦干并穿上衣服。
j.按照参与者在扫描仪中的定位，记录从退出冷水浴缸到 MRI 室门关闭的持续时间。离开冷水浴缸和进入扫描仪之间的平均时间为 M = 5.82 分钟，SD = 2.08 分钟（范围：2 分钟 25 秒 - 10 分钟 30 秒）。预计浴缸和扫描仪之间的过渡时间不会显着影响大脑的变化，因为之前的研究报告称 CWI 的影响会持续几天（Massey 等人，2022）。然而，我们鼓励参与者在 CWI 后迅速擦干并穿好衣服。必须注意的是，冷水盆应尽可能靠近MRI扫描仪设置，以确保最短的过渡时间。在我们的研究中，冷水浴缸位于扫描仪室的隔壁。
3.CWI 后扫描
a.将参与者放置在扫描仪中（图 2）。
b.使用轻质棉毯覆盖参与者的身体（以尽量减少 CWI 后的颤抖）。
c.关闭内置扫描仪呼吸机（以尽量减少冷空气导致的参与者冷却和身体移动）。
d.之后立即开始功能扫描（静息状态）（13.12 分钟）。
表 1 总结了实验步骤的时间表，以提供对 MRU 套件中每个参与者的完整研究的详细估计。

表 1. MRI 套件实验步骤 B 和 C 的详细时间表
脚步子步骤子步骤之间的额外时间时间
乙MRI安全评估（包括CWI程序解释和签署同意书）5分钟
CWI 前情绪评估2 – 3分钟
换上适合 MRI 的衣服（如果需要）1 – 3 分钟
C将参与者定位在扫描仪中（CWI 之前）3分钟
CWI 前扫描4.5 分钟 + 13.12 分钟 = 17.62 分钟
定位扫描以定位大脑1分钟
从扫描仪中取出参与者，换上泳衣3 – 4 分钟
配有心电图电极、鼻夹和咬嘴的仪器2 – 3 分钟
进行基线测量2 – 3 分钟
冷水浸泡5分钟
取下心电图、鼻夹和咬嘴1分钟
晾干并换上适合 MRI 的衣服中号 = 5.83，标准差 = 2.09*
在扫描仪中定位参与者（CWI 后）2 – 3 分钟
CWI 后扫描13.12 分钟
定位扫描以定位大脑1分钟
总时间：〜62 分钟**
*此参数范围为 2 分 25 秒至 11 分 15 秒。
**如果参与者穿着适合 MRI 的衣服到达，总时间可以减少。

数据分析

原论文为本研究提供了详细的数据分析。图 3 总结了分析步骤。

图 3. 本研究中的分析步骤

尖端

为了对咬嘴、鼻夹和呼吸软管进行消毒，将两种非泡腾 Haz-Tab 溶解到 5 L 冷自来水中。让片剂完全溶解，然后拆下设备并将其浸入液体中 20 分钟。
CWI 浴盆不需要在参与者之间排空或消毒。每天检查两次 pH 值、游离氯和化合氯，并根据制造商的指南每天添加氯。浴缸里还有过滤器，用来收集头发和碎屑，每天都会清洗。

协议验证

扬库斯卡娅等人。（2023 ）。短期全身冷水浸泡有助于产生积极的影响，并增加大规模大脑网络之间的相互作用。生物学，12（2）：211。

致谢

我们要感谢非作者的参与者和放射照相团队（Carlo Vitale 和 Theophilus Akudjedu ）。这项工作得到了医学成像和可视化研究所（英国伯恩茅斯大学）的支持。

利益争夺

所有作者均不存在任何利益冲突。

伦理

该方案需要当地伦理委员会的批准。该研究经伯恩茅斯大学系研究委员会和伦理委员会审查和批准（伦理 ID 34976 17.02.2021），并根据赫尔辛基宣言进行。研究前获得了每位参与者的书面知情同意书。

参考

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