Undersøgelse af den dorsolaterale præfrontale cortex og det centrale udøvende netværk til forbedring af neuromodulation ved depression

Der er et kritisk behov for mere effektive behandlinger af depression, som i øjeblikket påvirker 20% af amerikanerne i løbet af vores levetid. Hjernestimulationsbehandlinger, herunder gentagen transkraniel magnetisk stimulation (rTMS), repræsenterer frontlinjen af ​​innovative tilgange ved direkte at målrette og korrigere specifikke dysfunktionelle hjernenetværk. Et dysfunktionelt kernenetværk i svær depressiv lidelse er det frontoparietale centrale udøvende netværk (CEN), et netværk, der er afgørende for beslutningstagning og kognitiv kontrol. CEN inkluderer den dorsolaterale præfrontale cortex (dlPFC), målet for FDA-godkendt rTMS-behandling mod depression. rTMS til dlPFC menes at forbedre depression ved at modulere lokal dlPFC excitabilitet og forbedre downstream CEN-forbindelse. Vores evne til at undersøge CEN og studere denne potentielle mekanisme på individuel basis er imidlertid kritisk mangelfuld, hvilket sandsynligvis bidrager til suboptimale rTMS-remissionsrater (20-40%). Vi antager, at CEN-forbindelsen er svækket i depression og kan moduleres maksimalt ved at individualisere lokalisering.

For at teste denne hypotese vil vi i en enkelt rTMS 'dosis' prospektivt, randomiseret, dobbeltblindet, cross-over design med 50 deprimerede patienter prospektivt sammenligne styrken, varigheden og specificiteten af ​​CEN modulering efter en enkelt session med dlPFC rTMS. Disse deltagere vil være 18-65 år gamle og kræve en aktuel diagnose af svær depressiv lidelse vurderet af Structured Clinical Interview for DSM5 (SCID-I62), med en PHQ9>10. Eksklusionskriterier omfatter kontraindikationer for MRI'er (f.eks. implanteret metal), historie med hovedtraume med tab af bevidsthed, historie med krampeanfald, neurologisk eller ukontrolleret medicinsk sygdom, misbrug af aktive stoffer, en historie med selvmordsforsøg inden for det seneste år, psykotiske eller bipolære lidelser, en tidligere historie med ECT- eller rTMS-svigt , og medicin, der væsentligt reducerer anfaldstærsklen (f.eks. bupropion, clozapin).

Efter den diagnostiske session vil deltagerne gennemgå en 30-minutters MR-session for at registrere strukturelle hjernedata. Til de følgende sessioner vil dlPFC blive målrettet for hver session ved hjælp af forskellige metoder, og 10Hz dlPFC rTMS vil blive anvendt styret af (a) individualiseret CEN-målretning, (b) strukturel MRI, (c) standardmålretning for hovedbunden. For hver tilstand vil der blive udført en enkelt session af rTMS ved standardparametre (10Hz, 5s on, 10s off, 3.000 totale impulser, 15 min varighed), og ændringer i CEN-forbindelsen vil blive kvantificeret ved hjælp af pre/post dlPFC-stimuleret parietal TMS- fremkaldte potentialer (TEP'er). dlPFC vil blive målrettet for rTMS ved hjælp af tre metoder: (a) MRI-styret med individuel CEN-optimering ved hjælp af TEP'er, (b) MRI-guidet alene og (c) standard hovedbundsmålretning (Beam F3-metode99). Derudover vil en fjerde session af sham rTMS blive anvendt til at kontrollere for off-target effekter. Vi antager, at mens hver aktiv rTMS-metode (betingelse a-c) vil undertrykke p30 af TEP i CEN, vil optimeret CEN lokalisering ved hjælp af individuelle TEP'er (betingelse a) inducere den stærkeste og mest specifikke ændring i CEN i længst varighed. Vores primære resultat vil være parietal p30 CEN-modulation direkte efter rTMS. Sekundære resultater vil vurdere parietale p30 ændringer i parietal node af CEN under rTMS (kvantificering af p30 efter den sidste puls i hvert stimulationstog) samt 15 og 30 minutter efter rTMS. Vi vil også vurdere præ/post rTMS adfærdsændringer i opmærksomhed med en standard kontinuerlig præstationsopgave og arbejdshukommelse ved hjælp af en N-back opgave, som begge er blevet impliceret i CEN og depression100.101. rTMS-sessioner vil være triple-blindede for operatør, deltager og statistiker. rTMS-sessioner vil blive adskilt med mindst to dage for at fjerne potentielle varige effekter >24 timer, og rTMS-sessionsrækkefølgen vil blive randomiseret og opvejet for at reducere enhver potentiel bias.

Resultater fra denne undersøgelse vil danne grundlag for et klinisk forsøg, der sammenligner rTMS-behandlingsresultatet ved hjælp af denne personlige målretningstilgang med standard rTMS.