Evaluering af tDCS hjernestimulering ved depression ved hjælp af MR

Depression er karakteriseret ved forstyrrelser i reguleringen af ​​følelser og humør. Konvergerende beviser fra flere hjernebilleddannelsesundersøgelser indikerer, at depression er forbundet med dysfunktion i de top-down, følelsesregulerende frontoparietale hjerneregioner, der inkluderer den hypoaktive venstre dorsolaterale præfrontale cortex (DLPFC) hjerneregion og den hyperaktive højre DLPFC. Dysfunktion i yderligere hjerneområder, herunder cingulate cortex, hippocampus og amygdala, er også blevet forbundet med depressive symptomer. Tilsammen danner disse hjerneregioner det dorso-fronto-limbiske hjernenetværk, og fordelagtig modulering af dette specifikke netværk er blevet antaget for at forbedre depressive symptomer.

Netværksmodulation er mulig ved hjælp af en bred vifte af hjernestimuleringsteknikker, herunder transkraniel jævnstrømsstimulering (tDCS). Sidstnævnte teknik har for nylig fået stor interesse i forbindelse med moderat depression på grund af dens påviste sikkerhed, lave omkostninger og ikke-invasive natur. En typisk tDCS-opsætning består af ikke-invasive elektroder placeret på hovedbunden for at administrere tolerable elektriske strømme ved specifikke hjernemål. Den administrerede elektriske strøm har vist sig at modulere hjerneaktivitet afhængigt af retningen af ​​den påførte elektricitet, hvor anodal tDCS øger neuronal aktivitet ved hjernemålet, og katodisk tDCS faldende aktivitet ved den målrettede hjerneregion. Som følge heraf har tDCS-opsætninger i depression typisk målrettet den førnævnte hypoaktive venstre DLPFC ved brug af anodal tDCS og/eller den hyperaktive højre DLPFC ved hjælp af katodisk tDCS. Imidlertid er nedstrømseffekterne af tDCS på det dorso-fronto-limbiske netværk ikke fuldt ud forstået. At forstå tDCS's engagement i dette depressionsrelevante hjernenetværk kan give vigtig indsigt i optimering af tDCS-opsætninger til antidepressive applikationer. Som følge heraf foreslår den nuværende undersøgelse at bruge MR-teknikker til at kortlægge og undersøge netværksengagement af tDCS i depression, som beskrevet nedenfor. Bemærk, at mens studiearm 1 vil bruge data fra en eksisterende undersøgelse, vil arm 2-4 involvere rekruttering af deprimerede deltagere de-novo.

1. Studiearm 1 vil undersøge engagementet af det dorso-fronto-limbiske hjernenetværk i depression, når 'aktiv' eller 'sham' anodal tDCS administreres i venstre DLPFC-hjerneregion i hvile. 'Sham' tDCS giver en kontrolbetingelse for at lette måling af tDCS-specifikke effekter og er udover at involvere minimal elektricitet designet til at være identisk med 'aktiv' tDCS på alle andre måder (f.eks. elektrodeplacering osv.). For denne arm vil afidentificerede data fra et igangværende klinisk forsøg med depression med separate formål blive indsamlet til analyse (NCT04507243, N=48 deltagere, randomiseret til 24 'aktive' og 24 'sham' grupper).
2. Studiearm 2 vil undersøge netværksengagement, når anodal tDCS administreres i venstre DLPFC hjerneregion under udførelsen af ​​en mental opgave (2-back arbejdshukommelse). N=24 forsøgspersoner vil blive tilmeldt ved hjælp af et enkelt gruppe eksperimentelt design, der inkorporerer en kontrolbetingelse inden for sessionen (i stedet for en separat 'sham' gruppe som i arm 1). Deltagelse vil indebære én vurdering over et sikkert videokonferenceopkald for at bekræfte berettigelse (der ikke varer mere end 3 timer) og to personlige studiebesøg (hhv. 30 minutter og 2,5 timer). Begge personlige besøg vil involvere MR-scanninger: det første besøgs MR-scanninger hjælper med at bestemme tDCS-elektrodepositionering for det andet besøg, og det andet besøgs MR-scanninger vil hjælpe os med at kortlægge ændringer i hjerneaktivitet og forbindelse under tDCS.
3. Studiearm 3 og 4 vil undersøge netværksengagement under højre DLPFC katodisk tDCS. N=48 deltagere vil blive rekrutteret til arm 3 (randomiseret til 24 'aktive' og 24 'sham'), og N=24 deltagere vil blive rekrutteret til arm 4. I alle andre henseender vil undersøgelsesarm 3 og 4 være identiske med undersøgelsen henholdsvis arm 1 og 2.