Untersuchung des dorsolateralen präfrontalen Kortex und des zentralen Exekutivnetzwerks zur Verbesserung der Neuromodulation bei Depressionen

Es besteht ein dringender Bedarf an wirksameren Behandlungen für Depressionen, von denen derzeit 20 % der Amerikaner im Laufe unseres Lebens betroffen sind. Behandlungen zur Hirnstimulation, einschließlich der repetitiven transkraniellen Magnetstimulation (rTMS), stellen die Frontlinie innovativer Ansätze dar, indem sie direkt auf bestimmte dysfunktionale Gehirnnetzwerke abzielen und diese korrigieren. Ein zentrales dysfunktionales Netzwerk bei Major Depression ist das Fronto-Parietale Central Executive Network (CEN), ein Netzwerk, das für die Entscheidungsfindung und kognitive Kontrolle entscheidend ist. Das CEN umfasst den dorsolateralen präfrontalen Kortex (dlPFC), das Ziel der von der FDA zugelassenen rTMS-Behandlung für Depressionen. Es wird angenommen, dass rTMS zum dlPFC Depressionen verbessert, indem es die lokale dlPFC-Erregbarkeit moduliert und die nachgeschaltete CEN-Konnektivität verbessert. Unsere Fähigkeit, das CEN zu untersuchen und diesen potenziellen Mechanismus auf individueller Basis zu untersuchen, ist jedoch kritisch, was wahrscheinlich zu suboptimalen rTMS-Remissionsraten (20-40 %) beiträgt. Wir gehen davon aus, dass die CEN-Konnektivität bei Depressionen geschwächt ist und durch individualisierende Lokalisierung maximal moduliert werden kann.

Um diese Hypothese zu testen, werden wir in einem prospektiven, randomisierten, doppelblinden Cross-Over-Design mit einer einzelnen rTMS-"Dosis" mit 50 depressiven Patienten prospektiv die Stärke, Dauer und Spezifität der CEN-Modulation nach einer einzigen dlPFC-Sitzung vergleichen rTMS. Diese Teilnehmer sind 18-65 Jahre alt und benötigen eine aktuelle Diagnose einer schweren depressiven Störung, die durch ein strukturiertes klinisches Interview für DSM5 (SCID-I62) mit einem PHQ9>10 bewertet wurde. Zu den Ausschlusskriterien gehören Kontraindikationen für MRTs (z. Metallimplantat), Kopftrauma in der Vorgeschichte mit Bewusstlosigkeit, Krampfanfälle in der Vorgeschichte, neurologische oder unkontrollierte medizinische Erkrankung, Missbrauch von Wirkstoffen, Suizidversuch in der Vorgeschichte im vergangenen Jahr, psychotische oder bipolare Störungen, ECT- oder rTMS-Versagen in der Vorgeschichte und Medikamente, die die Krampfschwelle erheblich senken (z. B. Bupropion, Clozapin).

Nach der diagnostischen Sitzung werden die Teilnehmer einer 30-minütigen MRT-Sitzung unterzogen, um strukturelle Gehirndaten aufzuzeichnen. Für die folgenden Sitzungen wird dlPFC für jede Sitzung mit unterschiedlichen Methoden angezielt und 10 Hz dlPFC rTMS wird angewendet, geleitet von (a) individualisiertem CEN-Targeting, (b) struktureller MRT, (c) Standard-Kopfhaut-Targeting. Für jede Bedingung wird eine einzelne rTMS-Sitzung mit Standardparametern (10 Hz, 5 s an, 10 s aus, 3.000 Gesamtpulse, 15 min Dauer) durchgeführt und Änderungen in der CEN-Konnektivität werden unter Verwendung von prä/post dlPFC-stimulierter parietaler TMS quantifiziert. Evozierte Potenziale (TEPs). Der dlPFC wird für rTMS mit drei Methoden angesteuert: (a) MRT-geführt mit individueller CEN-Optimierung unter Verwendung von TEPs, (b) MRT-geführt allein und (c) Standard-Kopfhaut-Targeting (Beam F3-Methode99). Zusätzlich wird eine vierte Sitzung mit Schein-rTMS angewendet, um Off-Target-Effekte zu kontrollieren. Wir gehen davon aus, dass, während jede aktive rTMS-Methode (Bedingung a-c) das p30 des TEP im CEN unterdrückt, eine optimierte CEN-Lokalisierung unter Verwendung einzelner TEPs (Bedingung a) die stärkste und spezifischste Veränderung im CEN für die längste Dauer hervorruft. Unser primäres Ergebnis wird die parietale p30-CEN-Modulation direkt nach rTMS sein. Sekundäre Ergebnisse werden parietale p30-Veränderungen im Parietalknoten des CEN während rTMS (Quantifizierung des p30 nach dem letzten Impuls in jeder Stimulationsfolge) sowie 15 und 30 Minuten nach rTMS bewerten. Wir werden auch Verhaltensänderungen vor/nach rTMS in der Aufmerksamkeit mit einer standardmäßigen kontinuierlichen Leistungsaufgabe und dem Arbeitsgedächtnis unter Verwendung einer N-Back-Aufgabe bewerten, die beide mit dem CEN und Depressionen in Verbindung gebracht wurden100,101. rTMS-Sitzungen werden für Bediener, Teilnehmer und Statistiker dreifach verblindet. rTMS-Sitzungen werden um mindestens zwei Tage getrennt, um potenzielle anhaltende Auswirkungen > 24 Stunden zu beseitigen, und die Reihenfolge der rTMS-Sitzungen wird randomisiert und ausgeglichen, um mögliche Verzerrungen zu reduzieren.

Die Ergebnisse dieser Studie werden die Grundlage für eine klinische Studie bilden, in der die Ergebnisse der rTMS-Behandlung unter Verwendung dieses personalisierten Targeting-Ansatzes mit Standard-rTMS verglichen werden.