Tiefenhirnstimulation bei schwerer Zwangsstörung

VS/VC und STN sind beide „Stationen“ in den neuronalen Schaltkreisen, von denen angenommen wird, dass sie bei OCD dysfunktional sind. Das herausragende neurobiologische Modell der Zwangsstörung impliziert Anomalien des orbitofrontalen Kortex (OFC), des anterioren cingulären Kortex (ACC) und des ventralen Striatum. Diese Strukturen sind integraler Bestandteil der limbischen kortiko-striatal-thalamo-kortikalen Schaltung, wodurch kortikale Ausgänge nacheinander im ventralen Striatum, ventralen Pallidum und im mediodorsalen Kern des Thalamus synapsen, bevor sie zurück zum Kortex projizieren; Innerhalb dieses Systems projiziert das Pallidum entweder direkt oder indirekt über den subthalamischen Kern zum Thalamus. Es ist daher möglich, dass die beobachtete klinische Verbesserung bei OCD mit DBS auf eine hochfrequente elektrische Stimulation zurückzuführen ist, die eine abnormale Aktivität im limbischen Kreislauf unterbricht, und dass dies an einer der beiden Zielstellen erreicht werden kann. Es wird jedoch angenommen, dass das ventrale Striatum und das STN getrennte Funktionen haben, die auf unterschiedliche Weise wichtig sind, um die Informationsverarbeitung in den kortiko-striatal-thalamo-kortikalen Schaltkreisen zu modulieren, die für die Verhaltenskontrolle wesentlich sind. Obwohl also sowohl VS/VC als auch STN DBS denselben neuronalen Schaltkreis beeinflussen, kann ihr Wirkungsmechanismus ziemlich unterschiedlich sein und die Stimulation an jeder dieser Stellen kann einzigartige Auswirkungen auf die Symptomdimensionen von OCD haben.

Beweise für unterschiedliche klinische Wirkungen stammen aus Befunden, dass VS/VC DBS eine frühe und manchmal dramatische Stimmungsaufhellung und Angstreduktion vor einer Verbesserung der Zwangsgedanken und Zwänge hervorrief, während STN DBS zwar Zwangsgedanken und Zwangsgedanken verringerte, aber keine Wirkung auf die Emotionen hatte. Diese Beobachtung ist relevant, da Stimmung und Angst signifikante Symptomdimensionen bei Zwangsstörungen sind und eine Zunahme oder Abnahme der Schwere von Angst oder Depression im Allgemeinen von parallelen Änderungen der Schwere von Zwangsgedanken/Zwängen begleitet wird. Das ventrale Striatum ist nicht nur das erste Ziel der kortikalen OFC/ACC-Ausgänge, sondern empfängt auch Eingaben von der Amygdala und den dopaminergen Neuronen des Mittelhirns, die zusammen den emotionalen und motivierenden Impuls für zielgerichtetes Verhalten liefern. Das ventrale Striatum ist daher in einer einzigartigen Position, über seine Beteiligung an limbischen Cortico-Striato-Thalamo-Cortical-Schaltkreisen, die kognitive und motorische Verarbeitung in parallelen Schaltkreisen zu beeinflussen, die die Handlungsauswahl vorbereiten und sich letztendlich in Gedanken und Handlungen manifestieren. Denys und Kollegen schlugen vor, dass VS/VC DBS die OCD-Symptome über seine Wirkung auf Angst und Stimmung beeinflusst. Weitergehend stellen die Forscher die Hypothese auf, dass die Stimulation der ventralen Striatalneuronen das Verstärkungslernen und die Emotionsverarbeitung beeinflusst, wodurch die Stimmung verbessert und Angst reduziert wird und die Intensität von Zwangsgedanken und Zwängen abnimmt.

STN DBS hingegen kann eine direktere Wirkung auf Obsessionen und Zwangshandlungen haben. Das limbische STN ist wie das ventrale Striatum in einer einzigartigen Position, um die Verhaltensausgaben der kortiko-striatalen-thalamo-kortikalen Schaltkreise zu beeinflussen. Dies liegt daran, dass das STN eine direkte Projektion vom rechten unteren Frontalkortex erhält, der als „hyperdirekter Weg“ fungiert, dessen Aktivierung die neurale Verarbeitung im direkten Cortico-Striato-Pallido-Thalamic-Weg außer Kraft setzt. Dies führt zur Hemmung laufender, geplanter Handlungen und Gedanken. Die Forscher gehen daher von der Hypothese aus, dass die Stimulation von STN-Neuronen es OCD-Patienten über diesen Hemmmechanismus ermöglicht, ihre sich wiederholenden Gedanken und Handlungen zu unterbrechen, was zu einer Abnahme von Zwangsgedanken und Zwängen führt.

Dementsprechend wird vorausgesagt, dass DBS an beiden Stellen aufgrund unterschiedlicher Wirkungsmechanismen klinisch wirksamer ist als die Stimulation einer der beiden Stellen allein. Daraus folgt auch, dass, wenn es zwei Mechanismen gibt, die eine OCD-Verbesserung vermitteln, dies in unterschiedlichen Mustern kognitiver und neurophysiologischer Wirkungen nach DBS offensichtlich sein sollte. In der vorgeschlagenen Studie werden die Forscher diese Vorhersagen klinisch und experimentell testen, indem sie Paradigmen verwenden, die zur Unterscheidung der beiden hypothetischen Wirkmechanismen entwickelt wurden.

Das Hauptziel von CBT ist es, OCD-Patienten zu ermöglichen, eine größere Kontrolle über ihr Verhalten zu erlangen, so dass sie ihre sich wiederholenden Gedanken und Handlungen unterdrücken und zu sinnvolleren Alternativen wechseln können. Es wird angenommen, dass ein abnormaler Mechanismus, der zu einer solchen kognitiven Inflexibilität beiträgt, darin besteht, den Wert positiver und negativer Verstärkung abzustumpfen, die normalerweise verwendet werden, um Antworten zu steuern, und die von intakten OFC-striatalen neuralen Schaltkreisen abhängig sind. Eine Dysfunktion dieses kognitiven Kontrollsystems wurde bei klinisch nicht betroffenen Verwandten ersten Grades von OCD-Patienten gezeigt, was diesen Mechanismus als neurobiologischen Phänotyp von OCD bestätigt 15. Es wird daher die Hypothese aufgestellt, dass DBS von VS/VC die Verarbeitung von verstärkenden Reizen und das verbessern wird dies führt nicht nur zu einer Hebung der Stimmung und einer Verringerung der Angst, sondern auch zu einer erhöhten kognitiven Flexibilität. Die Ermittler werden dies testen, indem sie die Wirksamkeit von VS/VC DBS auf klinische Messwerte für Stimmung, Angst, Zwangsgedanken und Zwänge messen und diese mit Veränderungen des Verstärkungslernens und der emotionalen Verarbeitung in Beziehung setzen, indem sie kognitive Aufgaben verwenden, die für Zwangsstörungen empfindlich sind, die die Fähigkeit messen, angemessen auf Verstärkung zu reagieren Eventualitäten.

Es wird auch angenommen, dass Aufmerksamkeitsprozesse zu einer beeinträchtigten Verhaltenskontrolle bei Zwangsstörungen beitragen. Die Fähigkeit, geplante Handlungen zu stoppen oder zu verhindern, wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern, hängt von der Funktion des rechten unteren kortikalen STN-Hyperdirektwegs ab und kann durch Messung der Stoppsignal-Reaktionszeit (SSRT) operationalisiert werden. Der Befund einer spezifischen Verlängerung der SSRT bei OCD-Patienten und ihren nicht betroffenen Verwandten ersten Grades legt nahe, dass diese kognitive Anomalie auch ein Phänotyp von OCD ist. Obwohl das neurale Substrat dieses Mechanismus nicht den limbischen Cortico-striato-pallido-thalamischen Kreislauf umfasst, deuten neuere Erkenntnisse darauf hin, dass neurale Systeme außerhalb dieses Kreislaufs, an denen der rechte untere frontale Kortex beteiligt ist, bei OCD beeinträchtigt sind. Die Forscher nehmen daher die Hypothese auf, dass STN DBS die Hemmung von sich wiederholenden Gedanken und Handlungen bei Zwangsstörungen ermöglicht, indem die Wirkung des hyperdirekten Signalwegs vom rechten unteren Frontalkortex zum STN erleichtert wird. Die Ermittler werden dies testen, indem sie die Wirksamkeit von STN DBS auf Zwangsgedanken und Zwänge messen und diese mit Änderungen der SSRT und der Leistung bei anderen Aufgaben in Beziehung setzen, die für die Funktion des rechten unteren Frontalkortex empfindlich sind, die die Fähigkeit messen, präpotente Tendenzen zu hemmen.

OCD-Symptome und kognitive Beeinträchtigungen können durch eine abnormale kortikale Erregbarkeit aufgrund einer anormalen synaptischen Plastizität der Langzeitdepression (LTD) und/oder einer reduzierten Gamma-Aminobuttersäure (GABA)-vermittelten intrakortikalen Hemmung vermittelt werden. Transkranielle Magnetstimulation (TMS) kann verwendet werden, um diese neurophysiologischen Prozesse sicher bei Patienten zu messen, die sich einer DBS unterziehen, und es wurde gezeigt, dass sich beide Anomalien nach DBS bei anderen Erkrankungen normalisieren. Die Ermittler werden TMS verwenden, um diese neuralen Prozesse vor und nach DBS bei OCD-Patienten zu bewerten und zu testen, ob es unterschiedliche Veränderungen von den beiden DBS-Orten gibt und ob die Kombination von VS/VC und STN DBS zu stärkeren Verbesserungen führt, die mit unserer Hypothese bezüglich der überlegenen klinischen vereinbar sind Auswirkungen dieses Zustands. Die Ermittler messen die intrakortikale Hemmung nicht nur im Ruhezustand, sondern auch während der Erwartung einer Verstärkung, von der zuvor gezeigt wurde, dass sie die Erregbarkeit des motorischen Kortex beeinflusst und von der die Ermittler vorhersagen, dass sie spezifisch durch VS/VC DBS beeinflusst wird.