NIMH K23: Modulation der frontoparietalen Dynamik bei jugendlichen Arbeitsgedächtnisdefiziten

Projektzusammenfassung/Abstract Defizite im Arbeitsgedächtnis (WM) sind ein zentrales, transdiagnostisches Merkmal der Psychopathologie von Kindern und Jugendlichen. MW ist einer der stärksten Prädiktoren für klinische und funktionelle Ergebnisse, dennoch bleibt ein Mangel an verfügbaren Behandlungen für MW-Defizite. WM wurde historisch als ausschließlich auf den dorsolateralen präfrontalen Kortex lokalisiert konzipiert, während die moderne Technologie die breitere Rolle des präfrontalen Kortex (PFC) und des posterioren parietalen Kortex (PPC) etabliert hat. Es gibt Hinweise darauf, dass PPC direkte Eingaben von PFC erhält, obwohl andere Hinweise darauf hindeuten, dass das PPC eingehende Reize codiert und an das PFC weiterleitet, um Kontrollfunktionen auszulösen. Ich habe zuvor herausgefunden, dass frontoparietale Theta/Gamma-Oszillationen, insbesondere die Theta-Gamma-Kopplung, ein neuronaler Mechanismus ist, der WM-Prozessen zugrunde liegt. Neuartige Ansätze zur nicht-invasiven Hirnstimulation, wie die intermittierende Theta-Burst-Stimulation (iTBS), können nun diese ausgeprägte Schwingungsdynamik modulieren und anschließend mögliche kausale oder zeitliche Zusammenhänge untersuchen. Diese Auszeichnung würde auf meinen vorläufigen Erkenntnissen aufbauen und meine Karriere von einem Kliniker zu einem unabhängigen Forscher führen. Das Ziel dieses Patientenorientierten Forschungskarriereentwicklungspreises (K23) ist es, mir die notwendige Ausbildung zu bieten, um mein Karriereziel zu erreichen, einen multimodalen neurowissenschaftlichen Ansatz zur Messung und Modulation der neuronalen Dynamik zu nutzen, die neurokognitiven Defiziten in der Psychopathologie von Kindern und Jugendlichen zugrunde liegt. In Übereinstimmung mit den NIMH-Prioritäten wird der vorgeschlagene Trainingsplan auf meiner Grundlage für klinische Neuropsychologie und klinische Forschung aufbauen, um umfassendes Training und Mentoring in zwei Kernbereichen anzubieten: 1) Neuromodulation und 2) Computational Neuroscience. In einem 2x2-faktoriellen Doppelblinddesign werden wir eine Stichprobe von 40 Jugendlichen (13-17 Jahre) mit MW-Defiziten auf iTBS am linken DLPFC oder unteren Parietallappen (IPL) randomisieren. Die Teilnehmer absolvieren eine aktive iTBS-Sitzung und eine Schein-iTBS-Sitzung. Das primäre Ergebnis wird die Theta-Gamma-Kopplung während MW-Anforderungen sein, gemessen mittels Elektroenzephalographie während einer räumlichen MW-Aufgabe unmittelbar vor und nach iTBS. Ziel 1 untersucht die Auswirkung von iTBS auf die PPC auf die Codierungsstufe von WM, während Ziel 2 die Auswirkung von iTBS auf die PFC auf die Erhaltungsphase von WM untersucht. Ziel 3 wird rechnergestützte neuronale Modellierung verwenden, um die neokortikale Schaltung zu identifizieren, die der Oszillationsmodulation zugrunde liegt. Meine zentrale Hypothese ist, dass die PFC- und PPC-Regionen komplementäre Rollen bei der Ausführung von WM-Prozessen spielen. Darüber hinaus kann iTBS die Theta-Gamma-Kopplung in diesen Regionen modulieren, um die Verhaltensleistung zu verbessern. Wir werden einen Rahmen für die Modulation der Oszillationsdynamik in der Kinderpsychiatrie schaffen und die Voraussetzungen für mein erstes R01 über MW-bezogene frontoparietale Oszillationsdynamik und optimale Behandlungsparameter für jugendliche MW-Defizite schaffen. Dies wird die erforderliche Grundlage schaffen, um meine Karriere der Messung und Modulation von oszillatorischen Anomalien in der Kinderpsychiatrie zu widmen.