Neinvazivní BCI a ověřování aplikací pro depresivní lidi

Cílem této studie je vytvořit regulační schéma a systém BCI pro jednotlivce s MDD a provést validaci této aplikace. Připravují se čtyři podrobnější obsahy, včetně 1. poskytování biologických markerů v oblastech mozku, okruhů a sítí, které pravděpodobně souvisejí s MDD, 2. hodnotících modelů stavu mozku a modelů mapování vícerozměrných signálů, 3. paradigmat virtuální regulace, hodnocení vlivu regulace a 4. multimodální sběr informací a regulační softwarové a hardwarové technologie.

Shanghai Mental Health Center, jako sponzorská instituce, inklinuje k náboru pacientů s MDD z každodenní ambulantní služby. Zaznamenají se osobní údaje pacientů a poté budou pacienti podrobeni různému hodnocení úrovně deprese, úzkosti, anhedonie, manického stavu, kognitivního stavu, účinku a vedlejších účinků současné léčby a jejich biologického rytmu, spánku, kvality života atd. Bude odebrána periferní krev pro různé potenciální biomarkery a také multimodální informace, jako je EEG, pohyb očí, magnetická rezonance, magnetoencefalogram, fNIRS atd. Poté porovnejte následující laboratorní indikátory mezi depresivními pacienty a zdravými jedinci, jako jsou rozdíly v koncentraci a genové expresi zánětlivých faktorů periferní krve, indikátory oxidačního stresu, neurotrofické faktory odvozené od mozku, zobrazování mozku, elektrofyziologie, kyslík v krvi atd. Výše uvedená práce spočívá v získání specifických neurobiologických markerů MDD.

Intervenční opatření jsou následující:

1. Tradiční léčba SSRI. Pacienti s MDD budou dostávat různé léky ze skupiny SSRI a podstoupí dvoutýdenní léčbu, po které budou znovu provedena výše uvedená hodnocení, aby se vyhodnotila účinnost a vedlejší účinky současné léčby. U pacientů s MDD s anhedonií lze zvážit další léky, jako je voxetin a bupropion.
2. rTMS v kombinaci s tradičními léky SSRI. Současné oblasti mozku vybrané pro rTMS zahrnují dorzolaterální prefrontální kortex. V této části se studie snaží nalézt nové potenciální oblasti mozku vhodné pro fyzikální léčbu u pacientů s MDD. Uvažované oblasti mozku zahrnují orbitofrontální kůru, mozeček a další. Využívá klasické 8-ti tvarované cívky, motýlkové cívky, hluboké cívky atd., neurální navigaci k lokalizaci stimulačních cílů.
3. Léčba založená na neurobiologické zpětné vazbě. Při tomto druhu léčby jsou pacienti s MDD léčeni neurobiologickou zpětnou vazbou a budou sledováni pomocí EGG, aby se zachytily jedinečné a specifické mozkové vlny, které lze považovat za nalezené pouze u pacientů s MDD. Tato léčba zahrnuje použití různých psychologických paradigmat včetně klasických kognitivních výzkumných paradigmat k vyhodnocení výsledku neuronového tréninku a kognitivních funkcí po léčbě.

Další technologie použité v této studii zahrnují:

1. Funkční magnetická rezonance. Obrazy mozku budou zachycovány během různých funkčních úkolů, jako je emocionální přizpůsobení, Monetary Incentive Delay Task ( MID ). Tyto snímky budou dále analyzovány, aby se zjistil neuro-mechanismus MDD. Budeme používat 3T Siemens PRISMA, sbírat data rs-fMRI, DTI, T1, T2 a fMRI.
2. Elektroencefalografie. V této části budou vyšetřovatelé používat bezdrátový systém EEG se suchou elektrodou DSI-24. Každý subjekt podstoupí experimenty se shromažďováním EEG, přinejmenším sbíráním EEG dat v klidovém stavu (se zavřenýma a otevřenýma očima).
3. Detekce pohybu očí. Pohyb očí bude sledován pomocí Tobii Pro Spectrum.
4. Funkční Near-Infrared Spectroscopy. Pacienti budou provádět různé úkoly pod monitorováním přenosného zařízení fNIRS nazývaného bezdrátový nositelný zobrazovací systém NIRS Nirsport2. Skládá se z 8kanálového LED iluminátoru a 8kanálového aktivního senzoru pro bezvláknovou optickou detekci. V průběhu úkolů bude přístroj poskytovat hodnoty a změny hladiny oxyhemoglobinu a odkysličeného hemoglobinu pozorované u subjektů.
5. Magnetoencefalogram. MEG je zcela neinvazivní technika detekce funkcí, široce používaná při vývoji a výzkumu mozkových funkcí a klinické diagnostice mozkových onemocnění. MEG využívá citlivý magnetický senzor SQUID (Superconducting Quantum Interferometer), který je umístěn kolem hlavy pro měření abnormálně slabého magnetického pole generovaného neuronální aktivitou. Zjištěná data magnetického signálu budou poté analyzována a zpracována počítačem a superponována na zobrazování magnetickou rezonancí (MRI). Díky softwarovému 3D zobrazování mohou být výsledky intuitivnější, díky čemuž má MEG extrémně vysoké časové a prostorové rozlišení.

Pacienti s MDD budou rozděleni do různých léčebných tykví na základě jejich stavu a toho, zda by pro ně byla zvolená léčba nejvhodnější. Všichni jednotlivci podstoupí výše uvedená hodnocení za účelem vytvoření komplexní, multimodální informační databáze a nakonec po srovnání výsledků před a po léčbě se studie pokusí najít nová a účinná opatření a ověřit jejich proveditelnost.