Årsagsrolle af frontostriatal kredsløb i målstyret adfærd (NANCY)

Denne undersøgelse er et pilotstudie, fire-sessions, crossover-studie med transkraniel magnetisk stimulation (TMS), elektroencefalografi (EEG) og magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) for at forstå den kausale rolle af delta-beta-kobling i målrettet adfærd i den dorsolaterale præfrontal cortex (dlPFC) til dorsalt striatum kredsløb. Deltagere, der anmoder om at være med i eksperimentet, vil give mundtligt, dokumenteret samtykke til at gennemgå en telefonscreening for at vurdere, om deltageren opfylder de indledende eksklusions-/inklusionskriterier. Deltagerne udfylder en MR- og TMS-screeningsformular over telefonen for at sikre berettigelse.

Den første session vil være en EEG-session med den belønningsbaserede beslutningsopgave. Ved starten af ​​sessionen vil efterforskerne opnå skriftligt informeret samtykke. Derefter vil efterforskerne administrere en graviditetstest, hvis det er relevant. Deltagerne vil gennemføre fem vurderinger: Snaith Hamilton Pleasure Scale, Behavioral Activation System og Behavioural Inhibition System, Temporal Experience of Pleasure Scale, State-Trait Anxiety Inventory og Ruminative Responses Scale. Bemærk, at deltagerne er fra en passende prøve og ikke kræves for at blive diagnosticeret med svær depressiv lidelse. Disse vurderinger blev således udvalgt, da de kortlægger forskellige personlighedstræk, der kan være relevante for udførelsen af ​​opgaven.

Hovedbundsdimensionerne for hver deltager beregnes, og der anvendes et EEG-net. Derefter gennemfører deltagerne en optagelse af EEG i hviletilstand med øjne og lukkede øjne. Derefter er den strømlinede version af udgiftsindsatsen til belønningsopgaven (S-EEfRT) fuldført. Disse data tjener som basislinjemåling af hjerneaktivitet uden nogen form for stimulering. Denne session tager cirka 1,5 time at gennemføre. Efter hver blok af opgaven vil opgavens sværhedsgrad stige eller falde baseret på ydeevne. Ved afslutningen af ​​sessionen, hvis deltageren valgte at udføre den svære opgave mere end 85 % af tiden eller mindre end 15 % af tiden, vil deltageren ikke blive inviteret til den næste session af eksperimentet. Deltagere, der ikke dynamisk ændrer deres respons baseret på incitamentet, er ikke engageret i de relevante kognitive konstruktioner, der undersøges i denne undersøgelse.

Den anden session finder sted på MR-faciliteten. I de 24 timer forud for denne session udfylder deltagerne en MR-screeningsformular for at sikre berettigelse baseret på almindelige kontraindikationer for MR. I løbet af de 60 minutters scanning opnås en 5-minutters strukturel MR, og den resterende tid bruges til at færdiggøre så mange blokke af S-EEfRT som muligt. Det minimale antal sessioner, der kræves for at bruge dataene, er 5 blokke, hvilket kræver cirka 25 minutter at indsamle. Hvis en deltager ikke var i stand til at gennemføre det nødvendige antal sessioner, vil de blive udelukket fra undersøgelsen. Funktionelle MR-data analyseres før 3. og 4. session for at lokalisere regionerne af dorsolateral præfrontal cortex (dlPFC) og medial præfrontal cortex (mPFC) til stimulering. I lokaliseringsanalysen tegnes en område af interesse-maske i hovedet af venstre caudat og i venstre nucleus accumbens og regionen i dlPFC og mPFC med topfunktionel forbindelse i opgavebaseret funktionel forbindelse til disse regioner. I et pilotdatasæt indsamlet af efterforskerne, blev det fundet, at kontrasten mellem spor, hvor der var en beslutning om at udføre den hårde opgave versus forsøg, hvor den lette opgave blev valgt, var tilstrækkelig til at lokalisere den forreste midterste frontale gyrus. Kontrasten mellem forsøg, hvor høj kontra lav incitament blev tilbudt, var tilstrækkelig til at lokalisere den mediale præfrontale cortex. Således vil efterforskerne vælge regioner i disse anatomiske områder med maksimal forbindelse til deres respektive kerne i striatum.

Rækkefølgen af ​​regioner (dlPFC derefter mPFC, eller mPFC derefter dlPFC) målrettet af TMS i den tredje og fjerde session vil blive randomiseret og modbalanceret. I den tredje og fjerde session udfylder deltagerne en TMS-kontraindikationsscreeningsformular. Den samme TMS-screeningsformular vil blive administreret over telefonen og ved starten af ​​hver TMS-session. Hvis der er nogen uklarhed i kontraindikationerne for TMS-skemaet, konsulteres den medicinske monitor, som er epileptolog, og den endelige godkendelse opnås. Deltagerne vil blive udstyret med et lavprofil EEG-net. I den tredje session vil den motoriske tærskel for hver deltager blive beregnet ved hjælp af enkelt-puls TMS til håndknappen på venstre primære motoriske cortex med real-time overvågning af det motorisk fremkaldte potentiale ved hjælp af elektroder på den første dorsale interosseus muskel. Forskere kan også bruge synlige trækninger til at beregne den motoriske tærskel. Den motoriske tærskel er defineret som den procentvise stimulatoroutput, når et motorisk fremkaldt potentiale eller synligt ryk observeres ca. 50 % af tiden. Til den fjerde session vil den samme stimulatorintensitet blive brugt som i den tredje session. Den strukturelle MRI og områder af interesse (dlPFC og mPFC) importeres til neuronavigationssoftware. Deltageren bærer et tredimensionelt stereotaksisk tracking pandebånd, og deres hoved er registreret til deres strukturelle MR ved hjælp af kanoniske koordinater i hovedbunden. Derefter målrettes TMS-spolen til enten mPFC eller dlPFC, og spolens position i forhold til hovedet registreres under hele sessionen. Deltageren udfører S-EEfRT, da de mønstrede tog af TMS leveres på hvert forsøg. Hver blok af undersøgelsen er randomiseret til at modtage enten delta-beta-mønstret (tripletter af TMS-impulser ved 20 Hertz hver 3. Hertz), theta-gamma-mønstret (tripletter af pulser ved 50 Hertz hver 5. Hertz) eller et arytmisk mønster (samme antal af impulser og varighed med et tilfældigt inter-impulsinterval). Efter stimulering udleveres et spørgeskema med almindelige bivirkninger ved TMS. Baseret på resultaterne af spørgeskemaet om stimuleringsbivirkninger gennemføres et struktureret bivirkningsinterview for at få mere information om eventuelle bivirkninger, som blev udvalgt til at være "meget høje" af deltageren. Den tredje og fjerde session vil hver tage cirka to timer.