Neurofeedback v klinickém vysokém riziku

Identifikace mozkových abnormalit u pacientů s první epizodou schizofrenie (SZ) poskytla důkaz, že abnormality související s onemocněním se vyvíjejí před psychózou, a pomohla přesunout pozornost k identifikaci prepsychotického, klinického vysokého rizika (CHR) pro prodromální období psychózy 11,12 Nedávné metaanalýza ukázala, že jedinci s CHR mají zvýšené riziko rozvoje psychózy o 11 % po 6 měsících, 15 % po 12 měsících, 20 % po 24 měsících a 23 % po 36 měsících8. Kromě toho naše práce a další ukazují, že jedinci s CHR vykazují deficity jak mozkových funkcí, tak kognitivních funkcí podobné těm v SZ 1,8. Patří mezi ně hyperkonektivita sítě ve výchozím režimu (DMN), antikorelace (mezi mediálním prefrontálním kortexem (MPFC) a zadní cingulární kůrou (PCC)) a snížená MPFC-dorsolaterální prefrontální kůra (DLPFC: součást centrální výkonné sítě (CEN)). CHR, podobně jako nálezy uváděné v SZ. Tyto výsledky nejen poukazují na způsob, jakým abnormální funkce mozku přispívá k rozvoji SZ, ale také motivují k hledání přístupů ke změně trajektorie onemocnění. V části R61 této přihlášky tedy prozkoumáme účinnost rozšířené meditace všímavosti, fMRI-neurofeedback v reálném čase (rt-NFB) při snižování hyperkonektivity DMN a zvyšování antikorelací MPFC-DLPFC po NFB, podobně jako co jsme pozorovali u chronické SZ a hodnotili hladiny glutamátu (Glu) a kyseliny gamaaminomáselné (GABA) v MPFC, PCC a DLPFC. V R33 budeme testovat účinnost rt-NFB na větším vzorku, zkoumat vztah mezi změnami neuronové sítě zprostředkovanými rt-NFB a behaviorálními opatřeními (snížení příznaků a zlepšení pracovní paměti (WM)/funkce pozornosti). Budeme také zkoumat změny na buněčné úrovni pomocí měření Glu a GABA pomocí magnetické rezonanční spektroskopie (MRS), abychom dospěli ke komplexnějšímu pochopení toho, jaké buněčné jevy jsou základem rt-NFB. Tato aplikace staví na třech zdrojích důkazů: 1. Fogartyho grant (PI: Stone, co-PI: Niznikiewicz, Whitfield-Gabrieli) ukazující MPFC-PCC hyperkonektivitu a její korelace se skóre SIPS v CHR (viz předběžné údaje (PD)); 2. Výsledky R21 (PI: Niznikiewicz) ukazující, že rt-NFB může snížit aktivaci BOLD v horním temporálním gyru (STG) 13 a hyperkonektivitu v DMN 14 v SZ, což bylo spojeno se snížením sluchových halucinací (AH) ; a 3. R61/33 (mPI: Niznikiewicz, Whitfield-Gabrieli)), který potvrdil, že rt-NFB může modulovat konektivitu DMN a aktivaci STG v SZ s AH. Na základě naší PD a existující literatury v R61 navrhujeme, že: 1) rt-NFB zaměřený na DMN povede ke snížení hyperkonektivity MPFC-PCC a zvýšení antikorelací MPFC-DLPFC. Pro R33 navrhujeme 1). potvrdit tato zjištění na větším nezávislém vzorku 2) ukazují, že zlepšení hyperkonektivity MPFCPCC a antikorelací MPFC-DLPFC povedou ke zlepšení klinických příznaků a kognitivních funkcí; a 3) změny konektivity v klidovém stavu (rs) budou souviset se změnami v hladinách Glu a GABA po rt-NFB, jak bylo hodnoceno pomocí společně lokalizovaných buněčných změn a změn konektivity před post-rt-NFB.

FÁZE R61: Přehled: Předvedeme zapojení mozkových cílů, tj. snížení konektivity MPFC-PCC. Budeme testovat 40 CHR randomizovaných na 1) jedno sezení rt-NFB zaměřené na DMN (real-rt-NFB; N=20) 2) sham-rt-NFB (N=20) (rt-NFB odvozené z motorického kortexu aktivace). Budeme testovat 20 HC jako srovnávací skupinu. Snížení konektivity MFC-PCC rs ve skutečné skupině rt-NFB po rt-NFB bude kritériem R61 GO. Budeme také shromažďovat data MRS z MPFC, PCC a DLPFC.

Cíl 1: Cílové zapojení mozku pomocí rt-NFB. Na základě PD předpovídáme snížení DMN rs-konektivity ve skutečné rt-NFB skupině přijímající rt-NFB z DMN-CEN, ale ne ve skupině s falešným rt-NFB. (kritéria R61 GO).

Cíl 2: Změřit Glu a GABA (průzkumné) v MPFC, PCC a DLPFC zájmových voxlech (VOI). FÁZE R33: Přehled: V CHR použijeme randomizovanou studii s částečným zkříženým designem: CHR bude randomizována na skutečnou rt-NFB (N=30) nebo jednu falešnou rt-NFB (N=30) relaci, následuje skutečná relace rt-NFB.; Jednou bude skenováno 30 HC. MRS ve dvou VOI bude zaznamenáno před a po každé relaci rt-NFB (buď skutečné nebo falešné). Budeme replikovat nálezy R61 a spojíme je s klinickými a kognitivními daty. Kritéria R33 GO (pro budoucí studie): replikace výsledků R61, významné snížení klinických příznaků související se snížením konektivity MPFC-PCC a kognitivní zlepšení související se zvýšením antikorelací MPFC-DLPFC po rt-NFB.

Cíl 1: Replikovat R61 Cíl 1: Předpovídáme, že rt-NFB řízený DMN povede ke snížení konektivity MPFC-PCC rs a MPFC-DLPFC zvýší antikorelaci pouze ve skutečné skupině rt-NFB.

Cíl 2: Prokázat souvislost mezi DMN rs-konektivitou a klinickými změnami a MPFC-DLPFC antikorelacemi a kognitivními změnami po rtfMRI. Předpovídáme: souvislosti mezi 1) snížením konektivity MPFC-PCC a snížením skóre SIPS a 2) zvýšením antikorelací MPFC-DLPFC a zlepšením WM/pozornosti pouze ve skutečné skupině rt-NFB (viz PD).

Cíl 3: Společná lokalizace dat MRS a fMRI: Změřte Glu a GABA ve dvou vybraných, individuálně definovaných VOI (na základě rs-data) před a po rt-NFB u CHR a HC na začátku.

Cíl 4: (průzkumný) Korelovat Glu/GABA (viz Cíl 3 pro definice VOI) s rs-konektivitou a klinickými a kognitivními daty po rt-NFB. Na základě naší PD předpovídáme 1) pozitivní souvislosti mezi hladinami MPFC GABA a antikorelacemi MPFC-DLPFC a zlepšením WM/pozornosti. 2) Poměr Glu/GABA souvisí se snížením konektivity MPFC-PCC a snížením skóre SIPS.