Účinky transkraniální stimulace stejnosměrného proudu na odměňování u subklinické deprese.

Vývoj neinvazivních technik mozkové stimulace nabízí nové přístupy k léčbě deprese. TMS je schválená léčba deprese rezistentní na léčbu ve Velké Británii a USA. tDCS je v současné době zkoumán jako potenciálně levnější, bezpečnější a dostupnější alternativa. Nedávná metaanalýza naznačuje, že má mírný antidepresivní účinek (Razza et al., 2020).

Jedním z potenciálních způsobů, jak zlepšit antidepresivní účinnost tDCS, může být zkombinovat jej s úkolem učení za odměnu. Existují důkazy ze studií na hlodavcích a lidech, že tDCS zvyšuje na aktivitě závislou synaptickou plasticitu a behaviorální učení a retenci (Fritsch et al., 2010; O'Shea et al., 2017; Reis et al., 2009).

V depresi lidé upřednostňují zpracování negativních informací na úkor pozitivních informací a předpokládá se, že tato negativní zaujatost hraje hlavní roli při udržování symptomů deprese (Kube, Schwarting, Rozenkrantz, Glombiewski, & Rief, 2020). Tím, že se depresivní účastníci učí z odměny a zvyšují své učení/udržení prostřednictvím tDCS, by to mohlo potenciálně působit proti negativnímu zkreslení, a tak zvýšit antidepresivní potenciál tDCS.

V dřívější studii proof-of-concept u mladých zdravých dobrovolníků (bez špatné nálady) jsme ukázali, že tDCS aplikovaný během, ale ne dříve, úkolu učení zaměřeného na informace zvýšilo míru odměny za učení. Zde budeme testovat stejný účinek u mladých zdravých dobrovolníků se subklinickou depresí. Studie bude zahrnovat online screening, osobní screening a dvě tDCS + výukové sezení. Výkon úlohy bude doplněn výpočtovým modelem učení. Analýzy budou zahrnovat jak výpočetní, tak nevýpočetní měření chování úlohy.

Primární hypotézy:

1. Bifrontální ve srovnání s předstíraným tDCS aplikovaným během úkolu učení se zkreslením informací zvýší míru učení z pozitivních výsledků.
2. Bifrontální ve srovnání s předstíraným tDCS aplikovaným během úkolu zvýší procento možností řízených vítězstvím.
3. Účinky bifrontálního tDCS budou závislé na kognitivním stavu, tj. předpokládané účinky budou specifické pro stimulaci aplikovanou během učení, ale ne před ním.

Sekundární hypotéza:

Rostoucí množství důkazů naznačuje, že deprese a úzkost jsou charakterizovány sníženou schopností přizpůsobit rychlost učení kolísavosti nepředvídaných událostí a výsledků (Browning, Behrens, Jocham, O'Reilly, & Bishop, 2015; Gagne, Zika, Dayan, & Bishop, 2020; Pulcu & Browning, 2017). Proto také prozkoumáme, zda bifrontální tDCS může zvýšit schopnost účastníků přizpůsobit rychlost učení kontextu volatility. Toto je průzkumné, protože neexistuje žádný současný důkaz, že tDCS může zlepšit tuto schopnost.

Velikost vzorku: Naším primárním cílem je otestovat hypotézu 1, že bifrontální ve srovnání s předstíraným tDCS použitým během úkolu učení se zkreslením informací zvýší míru učení z pozitivních výsledků. V naší předchozí studii na zdravých dobrovolnících jsme pozorovali tento efekt, který byl nejvýraznější u ztráty-volatilní podmínky (párový t-test kontrastující bifrontální a falešný tDCS ve ztrátových těkavých blocích: t(19) = 2,88, p = 0,009) , s velikostí účinku Cohenova d = 0,522. Pro detekci efektu této velikosti se silou 80 % a hladinou alfa 0,05 vyžaduje 31 účastníků. Abychom zohlednili potenciální nadhodnocení velikosti účinku, přijmeme 40 účastníků, což by mělo přinést výkon 0,89 pro velikost účinku pozorovanou v naší předchozí studii. Abychom udrželi stejnou velikost vzorků napříč podmínkami, přijmeme dalších 40 účastníků pro offline podmínky.

Screening: Účastníci budou požádáni, aby vyplnili online dotazník týkající se deprese před screeningem (Beck Depression Inventory - II (BDI)) a formulář pro bezpečnostní screening k identifikaci potenciálních kontraindikací tDCS. Účastníci se skóre BDI ≥10 budou pozváni na 1-hodinové promítání. Bude veden strukturovaný klinický rozhovor (SCID) a výzkumník bude s účastníkem pohovor o jeho dotazníku pro screening bezpečnosti tDCS. Pokud neexistují žádné kontraindikace pro tDCS a žádné známky současné nebo anamnézy bipolární poruchy, výzkumník naplánuje dvě testovací sezení tDCS.

Experimentální úkol: Účastníci provedou výukový úkol Information Bias Learning Task vyvinutý (Pulcu & Browning, 2017). Bude použit stejný protokol úlohy jako v naší předchozí studii (Overman, Sarrazin, Browning a O'Shea, 2021). Stručně řečeno, účastníci budou požádáni, aby stiskli tlačítko pro výběr ze dvou tvarů v každém pokusu. Poté, co si vyberou, se na obrazovce objeví slovo „výhra“ a „prohra“, každé spojené s jedním ze dvou tvarů. Výhry a prohry jsou na sobě nezávislé, to znamená, že obě mohou mít stejný tvar. Pokud je zvolený tvar spojen s výhrou, vede to k finančnímu zisku 10 pencí; ztráta je mínus 10 pencí. Kumulativní součet se v průběhu úkolu nepřetržitě zobrazuje ve spodní části obrazovky. Účastníci začínají s celkovou částkou 1,50 £. Tento úkol je navržen tak, aby zhodnotil, do jaké míry jsou volby účastníků relativně ovlivněny výsledky výhry vs. prohry. Účastníci provedou 6 bloků úloh po 80 pokusech. V prvním a šestém bloku („oba těkavé bloky“) mají výhry a prohry 75% pravděpodobnost, že budou spojeny s jedním z tvarů. Tvar výher nebo proher souvisí se změnami v průběhu času. Ve druhém až pátém bloku úloh je jeden výsledek spojen s jedním tvarem v 75 % pokusů. Tvar výher nebo proher souvisí se změnami v průběhu času. Další výsledek je spojen s oběma tvary v 50 % pokusů. Každý účastník provede dva bloky „volatilní výhry“ a dva bloky „volatilní ztráty“ ve střídavém pořadí. Polovina účastníků nejprve provede blok „volatilní pro obě strany“ a druhá polovina jako první blok „volatilní ztráty“.

Testovací sezení: Účastníci budou požádáni o vyplnění dotazníků nálady a úzkosti. Na začátku prvního sezení bude dokončena podškála rysů státního inventáře úzkosti (STAI) (Spielberger, 1983). V obou sezeních, před a po provedení úkolu, účastníci doplní stavovou subškálu STAI a škály pozitivních a negativních vlivů (PANAS) (Watson, Clark, & Tellegen, 1988)). Výzkumník vysvětlí počítačový úkol a účastník dostane příležitost si úkol procvičit. Výzkumník poté nastaví zařízení tDCS s anodou nad levým dorzolaterálním prefrontálním kortexem (DLPFC) a katodou nad pravým DLPFC v pozicích elektrod F3 a F4 EEG. Výzkumník krátce otestuje tDCS, aby se ujistil, že je účastník se stimulací spokojen. Účastník provede jeden ("oba volatilní") základní blok úlohy bez tDCS. Ve stavu „online“ bude tDCS aplikován během úlohy – po dobu 20 minut při 2 mA během druhého a třetího bloku úlohy. Poté, co stimulace skončí, účastníci provedou zbývající bloky úkolů 4 a 5 (pro testování perzistence jakýchkoli účinků po tDCS), po nichž bude následovat opakování bloku „oba těkavých“ provedeného na základní linii. Ve stavu „offline“ budou všechny postupy stejné kromě toho, že stimulace bude aplikována po základním („oba těkavém“) bloku a před zbývajícími bloky, zatímco účastníci sedí v klidu.

Statistická analýza:

Abychom otestovali hypotézu 1, že bifrontální ve srovnání s předstíraným tDCS použitým během úkolu zvýší míru učení z výherních výsledků, spustíme analýzu rozptylu opakovaných měření (ANOVA) na rychlostech učení v „výhry-volatilní“ a „ztráty“. -volatilní" bloky, včetně vnitrosubjektových faktorů tDCS Condition (bifrontální vs. sham), Valence (výsledky vítězství vs. prohra), Volatilita (volatilní výhry vs. ztráty - volatilní bloky) a Čas (první vs. druhá polovina čtyři bloky úkolů). Základní míry učení pro výhry a prohry v prvním bloku úloh první relace budou zahrnuty jako kovariáty.

Nejprve otestujeme účinek interakce mezi tDCS Condition a Valence. Abychom otestovali naši klíčovou předpověď, spustíme a priori plánované kontrasty skutečných vs. falešné tDCS na míru učení vyhrát. Vzhledem k tomu, že v naší předchozí studii bylo zvýšení míry učení výher vyvolané tDCS nejvýraznější v podmínkách volatilních ztrát, porovnáme míru učení skutečné falešné výhry odděleně pro podmínky volatilní ztráty a výhry.

Abychom otestovali hypotézu 2, že bifrontální ve srovnání s předstíraným tDCS zvýší podíl možností řízených výhrou, provedeme ANOVA na podíl možností řízených výhrou včetně faktorů tDCS Condition, Volatility a Time. Budeme testovat hlavní vliv podmínky tDCS a také vliv interakce mezi podmínkou tDCS a volatilitou. Interakční efekt bude následován plánovanými kontrasty bifrontální versus falešné tDCS, zvlášť pro podmínky volatilní výhry a podmínky volatilní ztráty.

Abychom porovnali vliv online a offline bifrontálního tDCS na míru učení a podíl možností řízených vítězstvím (hypotéza 3), spustíme analýzy ANOVA na kombinovaném datovém souboru (online a offline stav), přidáme faktor „doba stimulace“ (před vs. během plnění úkolu). U rychlosti učení budeme testovat hlavní vliv doby stimulace a/nebo interakce mezi dobou stimulace a tDCS podmínkou a/nebo valence. Následné ANOVA oddělí data podle doby stimulace a analyzují každý soubor dat, jak je popsáno pro hypotézu 1 výše, aby se otestoval účinek tDCS na míru učení výhry. Účinek každé podmínky (ať už významný nebo ne) bude kvantifikován a porovnán napříč dvěma podmínkami doby stimulace, aby se ověřila hypotéza, že online, ale ne offline tDCS zvýší míru učení. Stejný přístup k analýze bude použit pro podíl voleb založených na vítězství.

Pokud jde o naši sekundární hypotézu, že online bifrontální ve srovnání s předstíraným tDCS by mohlo zlepšit schopnost účastníků přizpůsobit svou míru učení kontextu volatility, provedeme průzkumné analýzy pomocí ANOVA k testování účinku tDCS na rozdíl v míře učení výher a ztrát mezi těkavé a stabilní bloky (tj. závislými proměnnými budou: Win delta LR (rychlost učení výher v blocích s těkavými výhrami mínus rychlost učení výher v blocích s těkavými výhrami) a delta ztráty LR (rychlost učení ztrát ve volatilních blocích ztrát minus míra učení ve výhrách volatilních blocích). Budeme testovat interakci mezi dobou stimulace a podmínkou tDCS na výherních a ztrátových delta LR. Poté budou následovat plánované kontrasty v rámci a mezi online a offline podmínkami tDCS, jak je popsáno výše pro hypotézu 3.