EIN/AUS-Stimulation und Impulsivität bei Patienten mit Tiefenhirnstimulatoren

Die Studie findet in einem klinischen Büro im Charlestown Navy Yard (CNY) statt und besteht aus einem 14- oder 4,5-stündigen Besuch. Das Studienpersonal wird eine geeignete Zeit für die Ankunft der Patienten festlegen, oder der Forschungsbesuch kann mit einem regelmäßig geplanten DBS-Programmierungsbesuch gekoppelt werden. Ein Mitglied der Division of Neurotherapeutics, das zur Manipulation der DBS-Programmierung berechtigt ist, wird das Gerät während der Studie ein- und ausschalten. Die therapeutischen Parameter des DBS-Systems des Subjekts werden nicht geändert. Der Proband wird gebeten, zwei Impulsivitätsfragebögen auszufüllen: UPPS+P Impulsive Behavior Scale und die Barratt Impulsiveness Scale (BIS-11). Nach diesen Fragebögen wird die DBS-Stimulation abgeschaltet und ein Mitglied des Studienpersonals wird den Probanden beibringen, die folgenden Aufgaben am Computer auszuführen:

Stopp-Signal-Aufgabe Um „impulsives Handeln“ zu messen, verwenden wir die Stopp-Signal-Aufgabe (SST), ein gut validiertes Maß für die Reaktionshemmung, von der bekannt ist, dass sie bei Drogenabhängigen beeinträchtigt ist. In jedem der 192 Versuche (3 Blöcke a 64; 10 s Intervall zwischen den Blöcken, 2 s ISI) sehen die Probanden einen Fixierungshinweis (250 ms), der durch eine Form (Quadrat oder Kreis) ersetzt wird. Die Teilnehmer werden aufgefordert, durch Drücken der entsprechenden Computertaste eine Formentscheidung zu treffen. Bei No-Signal-Studien (75 %) werden die Probanden angewiesen, so schnell und genau wie möglich auf den Stimulus zu reagieren. Bei Stop-Signal-Studien (25 %) folgt auf den Stimulus ein akustisches Stop-Signal, und die Probanden werden angewiesen, die Reaktion zurückzuhalten. Bei Stoppsignalversuchen wird ein Stoppsignal nach einer variablen Verzögerung (SSD) präsentiert, die anfänglich auf 250 ms eingestellt ist und kontinuierlich mit einem Stufenverfahren um 50 ms angepasst wird, je nachdem, ob die Inhibition erfolgreich (erhöht) oder nicht erfolgreich ist (verringert). Das Paradigma wird mithilfe einer vorkompilierten Software von Gordon Logan verwaltet, die automatisch alle relevanten abhängigen Variablen (z. B. Stoppsignal-Reaktionszeit [SSRT] und GoRT) analysiert. Diese Aufgabe dauert etwa 20 Minuten.

Belohnte Variante Diese Aufgabe ist eine Variante des Obigen, mit einem Einschluss eines "Punkte möglich Hinweis" (2 oder 50 Punkte) für 500 ms, gefolgt von einer kurzen Verzögerung (500-1500 ms) vor dem Ziel. Die Aufgabe wird in 13 Blöcken präsentiert. Die erste enthält nur Go Trials, aus denen die anfängliche SSD berechnet wird. Die 12 nachfolgenden Blöcke bestehen jeweils aus 40 Versuchen; 18 Standard-Go-Trials, 12 Go-Trials mit hoher Belohnung (HR), 6 Standard-Stopp-Trials und 4 HR-Stopp-Trials, präsentiert in zufälliger Reihenfolge. Die SSD wird durch einen einfachen Stufenverfolgungsalgorithmus bestimmt, wie von Logan beschrieben, bei dem die SSD um 25 ms nach oben oder unten angepasst wird, um eine SSD zu erstellen, die eine 50%ige Genauigkeit der erfolgreichen Leistung erzeugt, wobei separate Treppen für die berechnet werden HR und Standardstudien. Ergebnismaße sind die Standard- und High-Reward-GoRTs, die Standard- und HR-SSRTs und der Anteil der Antworten, die bei HR-Studien erfolglos gestoppt worden wären, wenn die Standard-SSD anstelle der HR-SSD verwendet worden wäre.

Belohnte Go/NoGo-Aufgabe Bei dieser Aufgabe werden die Teilnehmer gebeten, einen Knopfdruck auf einen von sechs Stimuli (Formen) zu machen oder zu unterdrücken, die sechs Versuchstypen entsprechen: Go (keine Belohnung), Go (geringe Belohnung), Go (hohe Belohnung), NoGo (keine Belohnung), NoGo (niedrige Belohnung), NoGo (hohe Belohnung). Die Teilnehmer werden gebeten, einen Knopf für Go-Stimuli zu drücken und einen Knopfdruck für NoGo-Stimuli zurückzuhalten. Das Verhältnis von Go-Stimuli zu NoGo-Stimuli beträgt etwa 15:1. Die Teilnehmer gewinnen Geld für das korrekte Drücken einer Taste für Go-Stimuli und für das Zurückhalten einer Antwort für NoGo-Stimuli; Umgekehrt verlieren sie Geld, wenn sie nicht auf einen Go-Stimulus reagieren oder eine Antwort auf NoGo-Stimuli nicht zurückhalten. Es gibt 1260 Versuche, und jeder dauert 1 Sekunde. Die Bearbeitung der Aufgabe dauert etwa 20 Minuten. Aufgabe kann ohne Belohnungskontingente verwaltet werden. In diesem Fall gibt es nur zwei Versuchstypen: Go und NoGo.

Verzögerungsdiskontierungsaufgabe Um die "impulsive Wahl" zu messen, verwenden wir ein Verzögerungsdiskontierungs(DD)-Paradigma101. Bei jedem Versuch treffen die Teilnehmer eine binäre Wahl zwischen einer kleineren/früheren und einer größeren/späteren Belohnung. Die Verzögerung der früheren Belohnung wird auf heute, 2 Wochen und 1 Monat festgelegt; die Verzögerung der späteren Belohnung reicht von 2 bis 6 Wochen nach der frühen Belohnung. Die frühere Belohnung ist 1 % bis 50 % geringer als die späte Belohnung (max. = 40 $). Die Teilnehmer werden ungefähr 80 Versuche absolvieren. Den Teilnehmern wird mitgeteilt, dass zwei ihrer Wahlmöglichkeiten zufällig zur Auszahlung zum geeigneten Zeitpunkt ausgewählt werden. Zu den Ergebnisvariablen gehören der Anteil der Wahlmöglichkeiten für sofortige/frühere Belohnungen sowie der Diskontierungsparameter k, der durch Anpassung der Wahldaten für jedes Subjekt an eine hyperbolische Diskontierungsfunktion erhalten wird. Die Bearbeitung der Aufgabe dauert etwa 15 Minuten.

30 Minuten nach dem Ausschalten der DBS-Stimulation bleiben die Teilnehmer entweder im AUS-Zustand oder haben das DBS eingeschaltet, abhängig von ihrer ausgeglichenen Zustandszuweisung. Die Probanden erledigen die oben genannten Aufgaben in der ersten Bedingung. Nach Abschluss der Aufgabe wird bei den Probanden die DBS-Stimulation AUS- oder EINgeschaltet (wiederum abhängig von der Bedingungszuweisung). Nach 30 Minuten erledigen die Teilnehmer die gleichen Aufgaben in der zweiten Bedingung. Nach dem erneuten Test kehren Teilnehmer, die sich im AUS-Zustand befanden, zur EIN-THS-Stimulation zurück.

Wir werden den implantierten Impulsgenerator verwenden, um einen sicheren Strom zu liefern. Da wir die therapeutischen Parameter der Stimulation nicht ändern, sollten die Probanden während des ON-Zustands keine Änderungen erfahren. Sollten im AUS-Zustand irgendwelche Beschwerden auftreten, kann die Testperson die Studie beenden und sofort in den EIN-Zustand zurückkehren. Der Computer registriert die Leistung des Subjekts.

Elektroenzephalographische Aufzeichnungen (EEG) werden während der Durchführung der oben genannten Aufgaben erworben. Kontinuierliche EEG-Daten werden bei maximal 1024 Hz unter Verwendung einer 64-Elektroden-Kappe abgetastet. Augenbewegungsartefakte werden mit bipolaren Elektroden bewertet.

Als Kontrollgruppe für die Patienten mit Tiefenhirnstimulation werden auch Patienten mit reiner Major Depression oder Zwangsstörung rekrutiert.