Neurofeedback bei klinischem Hochrisiko

Die Identifizierung von Hirnanomalien bei Patienten mit Schizophrenie in der ersten Episode (SZ) lieferte Hinweise darauf, dass sich krankheitsbedingte Anomalien vor der Psychose entwickeln, und trug dazu bei, die Aufmerksamkeit auf die Identifizierung eines präpsychotischen, klinisch hohen Risikos (CHR) für die Prodromalphase einer Psychose zu lenken 11,12 Vor Kurzem Eine Metaanalyse zeigte, dass CHR-Personen ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung einer Psychose haben: 11 % nach 6 Monaten, 15 % nach 12 Monaten, 20 % nach 24 Monaten und 23 % nach 36 Monaten8. Darüber hinaus zeigen unsere und andere Arbeiten, dass CHR-Personen Defizite sowohl in der Gehirnfunktion als auch in der Kognition aufweisen, die denen in SZ 1,8 ähneln. Dazu gehören die Hyperkonnektivität des Default Mode Network (DMN) (zwischen dem medialen präfrontalen Kortex (MPFC) und dem posterioren cingulären Kortex (PCC)) und die Antikorrelation des reduzierten MPFC-dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC: Teil eines zentralen Exekutivnetzwerks (CEN)). CHR, ähnlich den in der SZ berichteten Ergebnissen. Diese Ergebnisse weisen nicht nur darauf hin, dass eine abnormale Gehirnfunktion zur SZ-Entwicklung beiträgt, sondern motivieren auch die Suche nach Ansätzen zur Veränderung des Krankheitsverlaufs. Daher werden wir im R61-Teil des aktuellen Antrags die Wirksamkeit von durch Achtsamkeitsmeditation verstärktem Echtzeit-fMRI-Neurofeedback (rt-NFB) bei der Reduzierung der DMN-Hyperkonnektivität und der Erhöhung der MPFC-DLPFC-Antikorrelationen nach dem NFB untersuchen, ähnlich wie Was wir bei chronischer SZ beobachtet haben, und beurteilen die Glutamat- (Glu) und Gammaaminobuttersäure- (GABA) Spiegel in MPFC, PCC und DLPFC. Im R33 werden wir die Wirksamkeit von RT-NFB in einer größeren Stichprobe testen und den Zusammenhang zwischen RT-NFB-vermittelten Veränderungen des neuronalen Netzwerks und Verhaltensmaßnahmen (Reduktion der Symptome und Verbesserung des Arbeitsgedächtnisses (WM)/Aufmerksamkeitsfunktion) untersuchen. Wir werden auch Veränderungen auf zellulärer Ebene mithilfe von Magnetresonanzspektroskopie (MRS)-Messungen von Glu und GABA untersuchen, um zu einem umfassenderen Verständnis der zellulären Phänomene zu gelangen, die rt-NFB zugrunde liegen. Dieser Antrag basiert auf drei Beweisquellen: 1. Fogarty-Stipendium (PI: Stone, Co-PI: Niznikiewicz, Whitfield-Gabrieli), das die MPFC-PCC-Hyperkonnektivität und ihre Korrelationen mit SIPS-Scores in CHR zeigt (siehe vorläufige Daten (PD)); 2. R21-Ergebnisse (PI: Niznikiewicz), die zeigen, dass rt-NFB die BOLD-Aktivierung im Gyrus temporalis superior (STG) 13 und die Hyperkonnektivität im DMN 14 in SZ reduzieren kann, was wiederum mit einer Verringerung der auditorischen Halluzinationen (AH) verbunden war. ; und 3. R61/33 (mPI: Niznikiewicz, Whitfield-Gabrieli) ), die bestätigten, dass rt-NFB DMN-Konnektivität und STG-Aktivierung in SZ mit AH modulieren kann. Basierend auf unserer PD und der vorhandenen Literatur schlagen wir in R61 vor, dass: 1) auf DMN gerichtetes RT-NFB zu einer Reduzierung der MPFC-PCC-Hyperkonnektivität und einem Anstieg der MPFC-DLPFC-Antikorrelationen führen wird. Für R33 schlagen wir 1) vor. bestätigen diese Ergebnisse in einer größeren unabhängigen Stichprobe 2) zeigen, dass Verbesserungen der MPFCPCC-Hyperkonnektivität und der MPFC-DLPFC-Antikorrelationen zu Verbesserungen der klinischen Symptome bzw. der Kognition führen; und 3) Änderungen der Konnektivität im Ruhezustand (rs) hängen mit Änderungen der Glu- und GABA-Spiegel nach RT-NFB zusammen, wie anhand co-lokalisierter Zell- und Konnektivitätsänderungen vor und nach RT-NFB beurteilt.

R61-PHASE: Überblick: Wir werden die Interaktion mit Gehirnzielen demonstrieren, d. h. die Reduzierung der MPFC-PCC-RS-Konnektivität. Wir werden 40 CHR testen, randomisiert auf 1) eine Sitzung von RT-NFB, die an DMN gerichtet ist (real-RT-NFB; N=20) 2) Schein-RT-NFB (N=20) (RT-NFB abgeleitet vom motorischen Kortex). Aktivierung). Wir werden 20 HC als Benchmark-Vergleichsgruppe testen. Die Reduzierung der MFC-PCC-RS-Konnektivität in der echten RT-NFB-Gruppe nach RT-NFB wird das R61-GO-Kriterium sein. Wir werden auch MRS-Daten von MPFC, PCC und DLPFC sammeln.

Ziel 1: Gehirnziel-Engagement mithilfe von RT-NFB. Basierend auf der PD prognostizieren wir eine Verringerung der DMN-RS-Konnektivität in der echten RT-NFB-Gruppe, die RT-NFB vom DMN-CEN erhält, nicht jedoch in der Schein-RT-NFB-Gruppe. (R61 GO-Kriterien).

Ziel 2: Messung von Glu und GABA (explorativ) in MPFC-, PCC- und DLPFC-Voxeln von Interesse (VOI). R33-PHASE: Übersicht: Bei CHR verwenden wir eine randomisierte Studie mit teilweisem Crossover-Design: CHR wird randomisiert einer echten RT-NFB-Sitzung (N=30) oder einer Schein-RT-NFB-Sitzung (N=30) zugeteilt. gefolgt von einer echten RT-NFB-Sitzung.; 30 HCs werden einmal gescannt. MRS in den beiden VOIs werden vor und nach jeder RT-NFB-Sitzung (entweder echt oder vorgetäuscht) aufgezeichnet. Wir werden die R61-Ergebnisse replizieren und sie mit klinischen und kognitiven Daten in Beziehung setzen. Die R33-GO-Kriterien (für zukünftige Studien): Replikation der R61-Ergebnisse, signifikante klinische Symptomreduktion im Zusammenhang mit der Verringerung der MPFC-PCC-Konnektivität und kognitive Verbesserung im Zusammenhang mit dem Anstieg der MPFC-DLPFC-Antikorrelationen, Post-RT-NFB.

Ziel 1: Replizieren Sie das R61. Ziel 1: Wir gehen davon aus, dass DMN-gesteuertes RT-NFB nur in der echten RT-NFB-Gruppe zu einer Verringerung der MPFC-PCC-RS-Konnektivität und einer erhöhten Antikorrelation durch MPFC-DLPFC führen wird.

Ziel 2: Nachweis des Zusammenhangs zwischen DMN-RS-Konnektivität und klinischen Veränderungen sowie MPFC-DLPFC-Antikorrelationen und kognitiven Veränderungen nach rtfMRT. Wir sagen voraus: Zusammenhänge zwischen 1) einer Verringerung der MPFC-PCC-Konnektivität und einer Verringerung der SIPS-Scores und 2) einer Zunahme der MPFC-DLPFC-Antikorrelationen und WM/Aufmerksamkeitsverbesserungen nur in der echten RT-NFB-Gruppe (siehe PD).

Ziel 3: Co-Lokalisierung von MRS- und fMRI-Daten: Messung von Glu und GABA in zwei ausgewählten, individuell definierten VOIs (basierend auf RS-Daten) vor und nach RT-NFB in CHR und HC zu Studienbeginn.

Ziel 4: (explorativ) Korrelation von Glu/GABA (siehe Ziel 3 für VOIs-Definitionen) mit RS-Konnektivität sowie klinischen und kognitiven Daten, Post-RT-NFB. Basierend auf unserer PD prognostizieren wir 1) positive Zusammenhänge zwischen MPFC-GABA-Spiegeln und MPFC-DLPFC-Antikorrelationen sowie WM-/Aufmerksamkeitsverbesserungen. 2) Glu/GABA-Verhältnisse mit Verringerungen der MPFC-PCC-Konnektivität und Verringerungen der SIPS-Werte.