Untersuchung der Auswirkungen der repetitiven transkraniellen Magnetstimulation auf die Kognition bei Depressionen

Repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) wird als First-Line-Behandlung für Patienten mit Major Depression verschrieben. rTMS ist ein sicheres, verträgliches und nicht-invasives Neurostimulationsverfahren. Die rTMS zeichnet sich im Vergleich zur traditionellen Pharmakotherapie durch einen Vorteil aus, indem sie im Vergleich zu Medikamenten eine höhere räumliche Präzision bei der anatomischen Ausrichtung der spezifisch beabsichtigten Gehirnregion ausübt. Die interessierende Gehirnregion, auf die in dieser Studie mit tiefer TMS abgezielt wird, ist der linke dorsolaterale präfrontale Kortex (L-DLPFC), der mit der Pathophysiologie der Depression in Verbindung gebracht wurde.

Emotionsgeladene Funktionen innerhalb des Gehirns werden als "heiße Kognition" klassifiziert und im Gegensatz dazu entsprechen affektiv-neutrale Bereiche, die Domänen wie Konzentration, Aufmerksamkeit, Lernen und Gedächtnis und exekutive Funktionen regulieren, der Charakterisierung des "kalten Kognitions"-Systems. Es ist bekannt, dass sowohl „heiße“ (emotionsbeladene) als auch „kalte“ (emotionsunabhängige) Kognition eine Rolle in der Pathophysiologie von MDD spielen.

Es ist bekannt, dass Personen, die an Depressionen leiden, Beeinträchtigungen in der heißen Wahrnehmung erfahren und sich infolgedessen übermäßig auf negative Informationen konzentrieren, wodurch negative Vorurteile erzeugt werden. Ein dysfunktionales Kälteerkennungssystem bei Depressionen bleibt auch aufgrund von Hypoaktivität und abnormaler funktioneller Konnektivität seiner zugrunde liegenden Netzwerke bestehen. Die möglichen Auswirkungen der rTMS auf die Heiß- und Kaltwahrnehmung sind derzeit ungewiss. Diese Studie versucht, gleichzeitig heiße und kalte kognitive Prozesse als Reaktion auf tiefe TMS zu bewerten, um die zugrunde liegenden kognitiven Mechanismen aufzuklären. Genauer gesagt versuchen die Forscher, die Wechselwirkung zwischen den beiden in Bezug auf den Zeitverlauf und das Ausmaß der Verbesserungen in jedem System als Reaktion auf TMS und ihre Beziehung zur Stimmungsverbesserung zu untersuchen.

Methodik Die Probanden in der TRD-Gruppe werden einer Hochfrequenz-Tiefen-TMS-Stimulation (HF-dTMS) über L-DLPFC bei einer Frequenz von 18 Hz bei einem motorischen Schwellenwert von 120 % für 5 tägliche Sitzungen pro Woche über einen Zeitraum von 6 Wochen unterzogen . Nach Abschluss des Behandlungszyklus am Ende der 6-Wochen-Marke findet nach 1 Monat ein Nachbehandlungsbesuch statt, um längerfristige Auswirkungen auf die Kognition und depressive Symptome zu beurteilen.

• Visuelles Scannen Der visuelle Scan-Test besteht aus der Präsentation von 81 Folien: 32 Testfolien (bestehend aus emotionalen Bildern aus der standardisierten Bibliothek von Karolinska Directed Emotional Faces (KDEF) für Gesichtsausdrücke sowie einer Reihe von Bildern mit selbstmörderischer Valenz) und 49 Füllfolien. Jede der Test- und Füllfolien enthält vier Bilder in jedem der vier Quadranten der Folie. Das visuelle Scanverhalten der Probanden auf den Test-Slides wird analysiert, während das Scanverhalten der Filler-Slides nicht analysiert wird. Füllfolien ändern sich von Sitzung zu Sitzung, während die Bilder auf den Testfolien gleich bleiben. Die Position sowie die Reihenfolge der Präsentation der vier Bilder auf jeder Testfolie wird zwischen den Sitzungen zufällig geändert. Durch die Verwendung einer großen Anzahl von Füllfolien (unterschiedliche Füllfolien für jede Sitzung), einer zufälligen Reihenfolge für die Präsentation der Testfolien und einer zufälligen Reihenfolge für die Position der vier Bilder auf jeder Testfolie zielen die Forscher darauf ab, die Möglichkeit, dass das Untersuchungsverhalten der Patienten durch die Erinnerung an frühere Präsentationen beeinflusst wird. Jede Folie wird 11 Sekunden lang präsentiert, was einer Gesamtpräsentationszeit von 15 Minuten entspricht.
• CANTAB-Maßnahmen Zur Messung der Bereiche der kalten Kognition wird das CANTAB-Maß verwendet, bei dem es sich um eine Reihe kognitiver Tests handelt. Diese Batterie besteht aus Tests in den folgenden kognitiven Bereichen: Aufmerksamkeit, Exekutivfunktion, Gedächtnis und sozial-emotionale Kognition. Für die Zwecke dieser Studie werden die folgenden kognitiven Tests implementiert: Für den Bereich Aufmerksamkeit, Motorische Screening-Aufgabe (MOT) [2 Minuten], die potenzielle sensomotorische oder Verständnisdefizite bewertet, und schnelle visuelle Informationsverarbeitung (RVP) [7 Minuten ] welche Maßnahmen Daueraufmerksamkeit verabreicht werden. Für den Bereich der Exekutivfunktion wird der One Touch Stockings of Cambridge (OTS) [10 Minuten]-Test implementiert, der auf der Grundlage des „Tower of Hanoi“-Tests aufbaut und das Arbeitsgedächtnis und die räumliche Planung der Subdomänen der Exekutivfunktion bewertet. Für den Bereich Gedächtnis wird das Verbal Recognition Memory (VRM) [10 Minuten] verwendet. VRM ist ein Maß für neues Lernen und verbales Gedächtnis durch die Fähigkeit, verbale Informationen zu sammeln und abzurufen. Für den Bereich der sozial-emotionalen Kognition wird die Emotionserkennungsaufgabe (ERT) [6-10 Minuten] verwendet, die die Fähigkeit der Testperson zur Identifizierung von sechs grundlegenden menschlichen Emotionen im Gesichtsausdruck entlang des Größenspektrums dieses Ausdrucks bewertet. Die Gesamtzeit für die Durchführung der oben genannten CANTAB-Maßnahmen beträgt ungefähr 40 Minuten. Während sich die Probanden mit diesen Tests beschäftigen, wird in der Zwischenzeit [15-20 Minuten] das Eye-Tracking-Gerät eingerichtet, um die Effizienz des Zeitmanagements zu verbessern und die Zeitnutzung zu optimieren. Nach Abschluss der CANTAB-Tests beginnen die Probanden umgehend mit der visuellen Eye-Tracking-Übung [15 Minuten]. Die Gesamtzeit, die diesen Messungen der Heiß- und Kaltwahrnehmung zugewiesen wird, wird ungefähr 1 Stunde betragen.
• Blutuntersuchung Frühere Forschungen weisen auf erhöhte Konzentrationen von Plasma-Entzündungsmarkern bei depressiven Patienten im Vergleich zu nicht depressiven Personen hin, bei denen Marker wie Tumornekrosefaktor ⍺ (TNF-⍺) und Interleukin-6 (IL-6) am zuverlässigsten als erhöht angesehen wurden Konzentrationsspiegel im Plasma. Es wurde auch gezeigt, dass depressive Personen mit größerer Wahrscheinlichkeit ein Nichtansprechen auf Antidepressiva zeigten und zu Beginn und bei der Nachuntersuchung ein höheres Niveau an Entzündungsmarkern trugen als diejenigen, die auf eine Antidepressiva-Therapie ansprachen.

Es wurde auch vermutet, dass die Anzahl erfolgloser Antidepressiva-Behandlungsstudien, die auf Resistenz und Nichtansprechen bei behandlungsresistenten depressiven Personen hindeuten, mit einer erhöhten Plasmakonzentration von Entzündungsmarkern von TNF-⍺ und IL-6 im Vergleich zu ansprechenden depressiven Personen, die sich einer unterzogen hatten, verbunden ist adäquate Antidepressiva-Studie erfolgreich und diejenigen ohne Vorgeschichte von Antidepressiva-Behandlung. Als biologischer Marker für die antidepressive Wirksamkeit von rTMS werden im Laufe der Studie insgesamt viermal Blutuntersuchungen durchgeführt, um den Genotyp des Serotonin-Transporter-Polymorphismus (5-HTTLPR), den aus dem Gehirn stammenden neurotrophen Faktor (BDNF) und das Potenzial zu überwachen Veränderungen der aktuellen Spiegel der Entzündungsmarker TNF-⍺ und IL-6, die am pathophysiologischen Entzündungsprofil der Depression beteiligt sind.

● Psychiatrische Skalen Die Schwere der depressiven Symptome bei Probanden wird anhand der psychiatrischen Skalen HDRS-17 und Selbsteinschätzung QIDS-SR16 beurteilt.

Analyse Nach dem Ende des letzten Besuchs in Woche 6 werden die Patienten nach Ansprechstatus gruppiert: Responder und Non-Responder. Responder ist definiert als ein Patient mit einer Veränderung von 50 % oder mehr beim HDRS-17-Messwert von der Baseline (V2) bis zum letzten Besuch (V8).

Für jede Testphase nach Beginn der Behandlung (d. h. V2 bis V8), Unterschiede zur Baseline (V2) der durchschnittlichen visuellen Fixierungszeit, der durchschnittlichen Fixierungshäufigkeit, der HDRS-17- und QIDS-SR16-Scores werden berechnet. Das primäre Ergebnismaß, d. h. die Differenz der durchschnittlichen Fixierungszeit, die bei verschiedenen Besuchen (V2 bis V8) gemessen wurde, wird unter Verwendung eines linearen Mischeffektmodells mit festen Effekten und einem zufälligen Subjekteffekt analysiert. Die Ermittler passen zunächst ein gemischtes Modell mit festen Effekten von Zeit und Gruppe und deren Wechselwirkung sowie zufälligen Abschnitten und Steigungen an. Ähnliche Modelle werden für die sekundären Ergebnisvariablen erstellt, die aus der durchschnittlichen Differenz zur Baseline der Fixierungshäufigkeit, HDRS-17- und QIDS-SR16-Scores bestehen.

Die Forscher werden den Gruppen-Haupteffekt und die Gruppen-Zeit-Interaktion verwenden, um die Hypothese zu testen, dass Änderungen in den Unterschieden von der Basislinie der Fixierungszeit zwischen Respondern und Non-Respondern unterschiedlich sind. Die Forscher erwarten, dass die Unterschiede der durchschnittlichen Fixierungszeit gegenüber dem Ausgangswert in der Responder-Gruppe negativer werden (sich verringern), aber in der Non-Responder-Gruppe unverändert bleiben. Es wird auch erwartet, dass diese Verringerung der Unterschiede der durchschnittlichen Fixierungszeit gegenüber dem Ausgangswert allen signifikanten Änderungen der depressiven Symptombewertungen bei Messungen von HDRS-17 oder QIDS-SR16 vorausgeht.

In ähnlicher Weise werden auch Änderungen der sekundären Ergebnismaße (Unterschied zur Baseline der durchschnittlichen Fixierungsfrequenz, HDRS-17- und QIDS-SR16-Scores) während des Studienverlaufs analysiert, um einen erwarteten Unterschied zwischen Respondern und Non-Respondern aufzuzeigen. Die Forscher gehen davon aus, dass der Unterschied zur Baseline der Fixierungshäufigkeit zunehmen wird und dass sich HDRS-17 und QIDS-SR16 bis zum Abschluss dieser Studie in der Responder-, aber nicht in der Non-Responder-Gruppe verringern werden. Die Ermittler sagen jedoch voraus, dass jede Änderung der HDRS-17- oder QIDS-SR16-Scores den visuellen Scanparametern folgen wird (d. h. Differenz von der Basislinie der durchschnittlichen Fixierungszeit oder durchschnittlichen Fixierungsfrequenz) und erst zu späteren Zeitpunkten beobachtet wird.