Bewertung der tDCS-Hirnstimulation bei Depressionen mit MRT

Depressionen sind durch Störungen in der Regulierung von Emotionen und Stimmungen gekennzeichnet. Konvergierende Beweise aus mehreren Studien zur Bildgebung des Gehirns deuten darauf hin, dass Depressionen mit einer Dysfunktion in den von oben nach unten gerichteten, emotionsregulierenden frontoparietalen Gehirnregionen verbunden sind, zu denen die Gehirnregion des hypoaktiven linken dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC) und der hyperaktive rechte DLPFC gehören. Eine Dysfunktion in weiteren Hirnregionen, einschließlich des cingulären Cortex, des Hippocampus und der Amygdala, wurde ebenfalls mit depressiven Symptomen in Verbindung gebracht. Zusammen bilden diese Gehirnregionen das dorso-fronto-limbische Gehirnnetzwerk, und es wurde die Hypothese aufgestellt, dass eine vorteilhafte Modulation dieses spezifischen Netzwerks depressive Symptome verbessert.

Die Netzwerkmodulation ist mit einer Vielzahl von Hirnstimulationstechniken möglich, einschließlich der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS). Die letztgenannte Technik hat kürzlich im Zusammenhang mit mittelschweren Depressionen aufgrund ihrer nachgewiesenen Sicherheit, geringen Kosten und nicht-invasiven Natur großes Interesse geweckt. Ein typisches tDCS-Setup besteht aus nicht-invasiven Elektroden, die auf der Kopfhaut platziert werden, um tolerierbare elektrische Ströme an bestimmten Gehirnzielen zu verabreichen. Es wurde gezeigt, dass der verabreichte elektrische Strom die Gehirnaktivität in Abhängigkeit von der Richtung der angelegten Elektrizität moduliert, wobei anodisches tDCS die neuronale Aktivität am Zielhirn erhöht und kathodisches tDCS die Aktivität in der Zielregion des Gehirns verringert. Folglich zielten tDCS-Setups bei Depressionen typischerweise auf den oben erwähnten hypoaktiven linken DLPFC unter Verwendung von anodischer tDCS und/oder den hyperaktiven rechten DLPFC unter Verwendung von kathodischer tDCS ab. Die nachgelagerten Auswirkungen von tDCS auf das dorso-fronto-limbische Netzwerk sind jedoch nicht vollständig verstanden. Das Verständnis des Engagements dieses depressionsrelevanten Gehirnnetzwerks durch tDCS könnte wichtige Einblicke in die Optimierung von tDCS-Setups für antidepressive Anwendungen liefern. Folglich schlägt die aktuelle Studie vor, MRT-Techniken zu verwenden, um die Netzwerkbeteiligung durch tDCS bei Depressionen abzubilden und zu untersuchen, wie unten beschrieben. Beachten Sie, dass Studienarm 1 zwar Daten aus einer bestehenden Studie verwendet, die Arme 2-4 jedoch die Rekrutierung von depressiven Teilnehmern de-novo beinhalten.

1. Studienarm 1 wird die Beteiligung des dorso-fronto-limbischen Gehirnnetzwerks bei Depressionen untersuchen, wenn „aktives“ oder „Schein“-anodales tDCS in der linken DLPFC-Hirnregion im Ruhezustand verabreicht wird. „Sham“-tDCS stellt eine Kontrollbedingung bereit, um die Messung von tDCS-spezifischen Effekten zu erleichtern, und abgesehen davon, dass sie nur minimalen Stromverbrauch erfordert, ist sie so konzipiert, dass sie in jeder anderen Hinsicht mit „aktiver“ tDCS identisch ist (z. Elektrodenplatzierung usw.). Für diesen Arm werden anonymisierte Daten aus einer laufenden klinischen Studie zu Depressionen mit unterschiedlichen Zielen zur Analyse erfasst (NCT04507243, N = 48 Teilnehmer, randomisiert in 24 „Aktiv“- und 24 „Schein“-Gruppen).
2. Studienarm 2 untersucht die Netzwerkbindung, wenn anodische tDCS an der linken DLPFC-Hirnregion während der Ausführung einer mentalen Aufgabe (2-Back-Arbeitsgedächtnis) verabreicht wird. N = 24 Probanden werden unter Verwendung eines Versuchsdesigns mit einer einzelnen Gruppe eingeschrieben, das eine Kontrollbedingung innerhalb der Sitzung enthält (anstelle einer separaten "Schein" -Gruppe wie in Arm 1). Die Teilnahme umfasst eine Bewertung über eine sichere Videokonferenz zur Bestätigung der Eignung (Dauer nicht länger als 3 Stunden) und zwei persönliche Studienbesuche (Dauer 30 Minuten bzw. 2,5 Stunden). Beide persönlichen Besuche beinhalten MRTs: Die MRT-Scans des ersten Besuchs helfen bei der Bestimmung der tDCS-Elektrodenpositionierung für den zweiten Besuch, und die MRT-Scans des zweiten Besuchs helfen uns, Veränderungen in der Gehirnaktivität und -konnektivität während tDCS abzubilden.
3. Die Studienarme 3 und 4 werden die Netzwerkbeteiligung während der rechten DLPFC-Kathoden-tDCS untersuchen. N = 48 Teilnehmer werden für Arm 3 rekrutiert (randomisiert auf 24 „aktive“ und 24 „Schein“) und N = 24 Teilnehmer werden für Arm 4 rekrutiert. In jeder anderen Hinsicht sind die Studienarme 3 und 4 mit der Studie identisch Arme 1 bzw. 2.