Použití opakované transkraniální magnetické stimulace ke studiu role frontostriatálního okruhu u závažné depresivní poruchy

POZADÍ A VÝZNAM:

1. Rozsah globálního dopadu MDD je značný, přičemž duševní choroby představují odhadem 7,4 % celosvětové měřitelné zátěže nemocí. S obdobím trvalého narušení nálady mají pacienti s MDD příznaky zkreslení vnímání a somatického fungování a zhoršení sociálního fungování. Mezi možnými komorbiditami naznačují epidemiologické důkazy zvýšené riziko metabolických poruch u pacientů s MDD. Metabolické poruchy korelují s vyšší morbiditou a mortalitou u pacientů s MDD. Komorbidní diabetes a MDD jsou hlavní klinickou výzvou, protože výsledky obou stavů se zhoršují tím druhým.

2. Ačkoli existuje několik typů antidepresiv používaných k léčbě depresivních poruch, až 50 % pacientů nevykazuje odpověď na léčbu antidepresivy. Důležité je, že zvýšená aktivace zánětu, kognitivní poruchy a inzulinová rezistence následují po neustupování a recidivách při léčbě MDD a mohou dále tlumit odpověď na léčbu antidepresivy. Systémový účinek léčby antidepresivy je navíc spojen se zvýšeným rizikem metabolických poruch.

   V poslední době vývoj neinvazivní mozkové stimulace (NIBS) poskytuje alternativní terapeutické možnosti pro psychiatrické poruchy. Pro léčbu psychiatrických onemocnění byly dosud použity dva hlavní nástroje NIBS, transkraniální magnetická a stejnosměrná stimulace (TMS, tDCS). TMS zahrnuje indukci silného magnetického pole (magnetických pulzů) přes lebku do mozku. Magnetické pulsy generují elektrické proudy v mozkové tkáni a následně indukují neuronální palbu. Repetitivní TMS (rTMS) vyvolává následné účinky intervence, tj. neuroplasticitu. Obecně platí, že nízkofrekvenční (<1 Hz) rTMS snižuje neuronální aktivitu a kortikální excitabilitu, zatímco vyšší frekvence (>5 Hz) rTMS vede ke zvýšení excitability. Bylo prokázáno, že neuronální účinky rTMS přetrvávají i po skutečné době stimulace, což umožňuje změněnou mozkovou aktivitu po delší dobu. rTMS se ukázal jako slibná alternativní strategie pro léčbu rezistentní deprese; základní neurobiologické mechanismy však stále nejsou plně pochopeny. Kromě toho by přidání léčby rTMS mohlo dát šanci léčit fyzické komorbidity a zlepšit kognitivní funkce u MDD. V tomto ohledu pomůže začlenění biologických hodnocení do budoucích klinických studií rTMS.

3. Frontálně-striatální okruhy zprostředkovávají široce disociovatelné kognitivní a behaviorální procesy prostřednictvím limbických (ventromediální prefrontální oblasti, ventrální striatum - VS, ventrální tegmentální oblast - VTA), motorických (suplementární motorické oblasti - SMA, putamen, substantia nigra) a kognitivních (laterální prefrontální a caudate) funkční konektivita (FC). Zprávy ukázaly, že chronické psychosociální stresory jsou spojeny se změněnou aktivací a konektivitou frontálně-striatálních obvodů. Strukturní a funkční abnormality striata a frontálního kortexu byly konzistentně hlášeny ve studiích u poruch nálady. U MDD jsou pacienti charakterizováni aberantní frontostriatální konektivitou a sníženou udržovací frontostriatální aktivací. Výkonná dysfunkce související s MDD také vykazovala klinické projevy a nálezy neurozobrazení v souladu s abnormalitami frontálně-striatálního okruhu. V rámci okruhu je striatum spojeno se systémy zpracování odměn a motorů a přijímá informace a motivaci související s emocemi z frontálního laloku, přední cingulární kůry a amygdaly. Vysoký výskyt depresivní symptomatologie po lézích levých frontálních a bazálních ganglií také implikuje jejich roli v MDD.

   Dysfunkční frontostriatální okruhy také souvisí s metabolickými komorbiditami a kognitivními deficity, které zahrnují výkonné fungování, pozornost, rychlost zpracování a pracovní paměť u pacientů s poruchami nálady. Pokud jde o metabolickou kontrolu, změny frontostriatální funkční konektivity ovlivňují touhu po jídle. A změněná reciproční smyčka z mediálního prefrontálního kortexu by mohla podporovat přejídání a metabolické poruchy. Kromě toho studie na zvířatech a klinické studie naznačily, že striatální dopaminová signalizace hraje roli v systémové regulaci glukózy. Naproti tomu konektivita mozkových obvodů by mohla být zvýšena buď glukózou nebo inzulinem. Kromě toho byl u pacientů s diabetem 2. typu prokázán aberantní funkční obvod související s inzulínovou rezistencí. Jedinci s inzulinovou rezistencí také vykazovali aberantní frontostriatální konektivitu se selháním při posunu od odměny ke kognitivnímu kontrolnímu okruhu.

4. Změny ve schopnosti udržet fronto-striatální konektivitu během regulace pozitivního afektu jsou spojeny se zisky pozitivního vlivu při léčbě antidepresivy. Bylo zjištěno, že duloxetin moduluje FC mezi striatem a dorzolaterálním prefrontálním kortexem, přičemž vykazuje symptomatické zlepšení. Navíc útlum frontostriatální konektivity mezi oblastmi zpracovávajícími odměnu by mohl předpovídat reakci na psychoterapii u MDD. Proto byl stupeň konektivity v rámci fronto-striatálního okruhu považován za prediktivní biomarker remise při léčbě MDD. Změny FC mohou také souviset s výsledkem léčby MDD rTMS. Variace FC představují mechanismus účinku rTMS a vysvětlují individuální rozdíl ve výsledku léčby. Konkrétní korelace mezi změnami frontostriatální konektivity a výsledky léčby rTMS u MDD však zůstávají nejasné.

Pomocí fMRI v tomto projektu nejprve změříme možné korelace mezi aktivací/konektivitou frontostriatálního okruhu s (1) prezentací symptomů nálady, (2) neurokognitivními měřeními, (3) aktivitami HPA a ANS a (4) imunitním systémem. a metabolický stav (hladiny cytokinů, adipokinů a inzulínu) u pacientů s MDD. Poté změříme možné změny ve fronto-striatální FC během čtyřtýdenní léčebné kúry s 10 Hz rTMS stimulací levého dorzolaterálního prefrontálního kortexu. Budeme testovat, zda změny FC korelují s výsledky léčby, aktivitou HPA a ANS; a změny imunitních/metabolických indexů.

HYPOTÉZA:

Předpokládáme, že rTMS jako přídavná terapie by změnila frontostriatální FC, která korelovala se zlepšením příznaků nálady, neurokognitivními měřeními, aktivitou HPA a ANS, zánětlivou a metabolickou homeostázou u pacientů s MDD.