Closed-loop Optimeret rTMS til depression

Næsten 50% af alle amerikanere vil lide af en psykisk lidelse i løbet af deres liv. Hjernestimulationsbehandlinger, herunder gentagen transkraniel magnetisk stimulation (rTMS), bruges i stigende grad til at normalisere dysfunktionelle hjernekredsløb i disse lidelser. Mekanistisk menes rTMS at virke ved at ændre den synaptiske styrke af neuroner, kaldet hjernens plasticitet. På trods af de mange forskellige målrettede lidelser og signifikant heterogenitet mellem patienter, anvendes rTMS i øjeblikket på en måde, der passer til alle (uden nogen individuel optimering af stimuleringsmønsteret) og åben sløjfe (fast skema for stimuleringsmønster, uden måling eller justering under rTMS). Vi mener, at responsraten for rTMS for depression, som i øjeblikket er <50%, kan forbedres gennem personlig hjernestimulering, der øger målengagement og maksimerer plasticitet. For at personalisere hjernestimulering skal man (1) måle og overvåge hjerneændringer i realtid; (2) bestemme de optimale stimuleringsmønstre til at inducere hjerneændringer; (3) udvikle adaptive behandlinger til at drive ønskede ændringer på et individuelt patientspecifikt niveau over tid. En sådan personalisering af hjernestimulering vil øge vores mekanistiske forståelse af hjernens plasticitet for at forbedre effektiviteten hos ikke-respondere på standardbehandlinger.

De primære mål for mit forskningsprogram er at (1) opdage hjernebiomarkører, der forudsiger progression til klinisk remission, og (2) udvikle lukkede kredsløbsbehandlingsalgoritmer, der optimerer disse biomarkører og forbedrer kliniske resultater. Vi vil fokusere på depression, da det er den førende årsag til handicap på verdensplan, og medicin er ineffektiv eller ikke tolereret for tæt på halvdelen af ​​disse patienter. Ved at udnytte mit tidligere arbejde foreslår vi tre udviklingsstadier af personlig hjernestimulering ved hjælp af enkelte pulser af TMS kombineret med elektroencefalografi (TMS-EEG) for at generere en kausal måling af hjernetilstand, som nemt kan oversættes til klinikken. TMS-EEG-depressionens sværhedsgrad-biomarkør, som jeg for nylig opdagede, forekommer 30 millisekunder efter administration af en TMS-testpuls (p30) i det frontoparietale netværk (FPN), en region, der er impliceret i depression. Graden af ​​undertrykkelse af dette p30-signal forudsagde klinisk udfald hos deprimerede patienter efter rTMS-behandling. Derudover var en enkelt stimulationssession tilstrækkelig til at undertrykke p30 under og i 30 minutter efter stimulering. Dette arbejde indikerer, at p30-undertrykkelse kan overvåges i realtid og har potentiale til at understøtte empirisk behandlingsoptimering.

Resultater fra denne undersøgelse vil danne grundlag for et dobbeltblindt, randomiseret klinisk forsøg med lukket sløjfe rTMS mod standard rTMS.