Nicht-invasive Vagusnervstimulation als Instrument zur Modulation der Magen-Hirn-Kopplung bei Depressionen

Wir planen die Durchführung einer randomisierten Cross-Over-Studie mit zwei Neuroimaging-Sitzungen, um die Wirkung von akutem tVNS (vs. Schein) zur Magen-Gehirn-Kopplung unter gleichzeitiger Verwendung von fMRT und EGG. Darüber hinaus sollten mögliche mittelfristige Auswirkungen wiederholter tVNS-Anwendungen (vs. Schein), werden wir Veränderungen in der myoelektrischen Frequenz des Magens und der Interozeption/somatischen Empfindungen sowie Stoffwechsel- und Stimmungszustände über jeweils zwei Wochen bewerten, indem wir eine Kombination aus laborbasierten und ökologischen Momentanbewertungen (EMA) verwenden.

Folglich werden wir drei Haupthypothesen testen:

Hypothese 1: Teilnehmer mit MDD zeigen im Vergleich zu entsprechenden gesunden Kontrollteilnehmern eine veränderte Magen-Gehirn-Kopplung; interindividuelle Unterschiede bei interozeptiven Messungen/somatischen Empfindungen korrelieren mit der Magen-Gehirn-Kopplung.

Hypothese 2: tVNS verstärkt die Magen-Gehirn-Kopplung in einem vagalen afferenten Netzwerk.

Hypothese 3: Bei Teilnehmern mit MDD beeinflusst tVNS die Interozeption/somatische Empfindungen und normalisiert die myoelektrische Frequenz des Magens über einen längeren Stimulationszeitraum.

Zusätzlich zu diesen Hauptergebnissen wollen wir die Auswirkungen von tNVS auf wertebasierte Entscheidungen untersuchen. Im Einzelnen werden die Teilnehmer zu zwei Neuroimaging-Sitzungen (T1 und T2) einschließlich tVNS oder einer Scheinstimulation eingeladen. Zu Beginn jeder dieser Sitzungen wird Blut abgenommen, um die Konzentration der zirkulierenden Hormone zu bestimmen. Anschließend werden sich die Teilnehmer einer MRT unterziehen und die folgenden Aufgaben erledigen: 1.) Ansehen eines Inscape-Films, der speziell zur Verbesserung der Bildgebung im Ruhezustand entwickelt wurde. Nach einem 10-minütigen Basisscan beginnt die tVNS/Scheinstimulation und der Inscape-Scan wird wiederholt. 2.) Essensgebote-Aufgabe zur Bewertung der neuronalen Lebensmittel-Cue-Reaktivität sowie des Bietverhaltens und seiner neuronalen Korrelate, wenn die Teilnehmer gebeten werden, ein Gebot für den Zugriff auf das präsentierte Essen abzugeben. 3.) Futtersuchaufgabe zur Bewertung wertebasierter Entscheidungsfindung und ihrer neuronalen Korrelationen mit dem Ziel, Punkte in verschiedenen Umgebungen (arme und reiche Umgebung) zu maximieren. Nach Abschluss der Futtergebots- und Futtersuche-Aufgabe wird der Inscape-Film noch einmal präsentiert, um die tVNS-Effekte nach einer längeren Stimulation zu beurteilen. Bei allen MRT-Aufgaben wird die Magenaktivität durch ein EGG beurteilt. Beide Neuroimaging-Sitzungen enden mit einer zusätzlichen Blutabnahme.

Im Anschluss an die Neuroimaging-Sitzungen werden die Teilnehmer zu zwei verlängerten Stimulationsperioden (tVNS vs. Scheinstimulation) eingeladen, die jeweils etwa zwei Wochen dauern. Zu Beginn der verlängerten Stimulationsperioden werden die Teilnehmer ins Labor eingeladen und es wird Blut abgenommen (T3). Die myoelektrische Frequenz des Magens mithilfe von EGG und wertbasierter Entscheidungsfindung wird zu Studienbeginn und während der Stimulation (tVNS oder Schein) bewertet. Nach Abschluss der Sitzung erhalten die Teilnehmer ein tVNS-Gerät und werden gebeten, ihren Vagusnerv in den folgenden zwei Wochen mindestens an vier Tagen für 1,5 Stunden zu stimulieren. In diesem Zeitraum bearbeiten die Teilnehmer weitere Aufgaben zur wertebasierten Entscheidungsfindung und Fragebögen anhand ökologischer Momentanbewertungen. Im Einzelnen werden vier Aufgaben verschiedene Aspekte der wertbasierten Entscheidungsfindung abdecken: 1.) Aufgabe zur Aufwandsverteilung (Motivation, für Belohnungen zu arbeiten; abgeschlossen bei T3-T6), 2.) zeitliche Diskontierung (abgeschlossen während des gesamten erweiterten Stimulationszeitraums) , 3.) soziale Diskontierung (abgeschlossen während der gesamten verlängerten Stimulationsperiode) und 4.) Influenca (gamifiziertes Verstärkungslernen; abgeschlossen während der gesamten erweiterten Stimulationsperiode).

Nach zwei Wochen kommen die Teilnehmer erneut ins Labor und EGG-Aufzeichnungen sowie wertbasierte Entscheidungsaufgaben werden wiederholt (T4). Ebenso wird eine weitere Blutprobe entnommen. Der verlängerte Stimulationszeitraum wird dann auf die gleiche Weise für den anderen Stimulationstyp (tVNS oder Scheinstimulation) wiederholt, einschließlich beider Sitzungen im Labor (T5 und T6). Die Reihenfolge von tVNS und Scheinstimulation wird sowohl für Neuroimaging-Sitzungen als auch für den verlängerten Stimulationszeitraum randomisiert.