Temporale Interferenzmethoden für nicht-invasive Tiefenhirnstimulation, Studie 1.2

Während der Laufzeit des Zuschusses gehen die Forscher davon aus, dass die zeitliche Interferenz (TI)-elektrische Neurostimulation gut verträglich und effektiv bei der fokalen Beeinflussung tiefer Hirnaktivität sein wird, gemessen an funktionellen MRT (fMRI) BOLD-Signalen. Die Forscher werden untersuchen, ob die TI-Stimulation die BOLD-Aktivität in gezielten tiefen Hirnregionen, einschließlich des Nucleus accumbens (NAcc) und des dorsalen anterioren cingulären Cortex (dACC), erhöhen kann und ob diese Stimulation kognitive Funktionen beeinflussen kann, die von diesen Regionen gesteuert werden. TI funktioniert durch das Anlegen von Wechselströmen mit leicht unterschiedlichen Frequenzen über mehrere Elektrodenpaare, wodurch ein Interferenzmuster entsteht, das tiefe Hirnregionen stimulieren kann, ohne oberflächliche kortikale Bereiche signifikant zu beeinflussen. Diese Methode ähnelt der traditionellen transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS), jedoch kann TI tiefere Hirnstrukturen stimulieren, die tDCS nicht effektiv erreichen kann. Die Studie ist in zwei Hauptziele mit mehreren Teilstudien unterteilt. In Ziel 1 werden die Forscher die Auswirkungen von TI auf fMRI BOLD-Signale charakterisieren, verschiedene Schwebefrequenzen testen und TI-Effekte im Nucleus accumbens im Vergleich zum dorsalen anterioren cingulären Cortex vergleichen. In Ziel 2 werden die Forscher TI auf den dorsalen anterioren cingulären Cortex anwenden, um kausale Theorien über seine Rolle bei kognitiver Kontrolle, Konfliktüberwachung, Risikovermeidung und Suchverhalten zu testen, wobei etablierte kognitive Aufgaben verwendet werden, während Probanden fMRI-Scans unterzogen werden.

Studie 1.2 (Ziel 1, Studie 12) wird die Fähigkeit testen, den Nucleus accumbens fokal zu aktivieren, ohne den darüber liegenden Cortex zu aktivieren, sowie seine Auswirkungen auf die funktionelle Konnektivität. Gesunde Probanden (n=30) werden für einen einzelnen Studienbesuch erscheinen, bei dem sie in den fMRI-Scanner gelegt und einem zeitlichen Interferenzprotokoll unterzogen werden. Konkret werden den Probanden vier Paare Kohlefaserelektroden mit leitfähigem Gel auf der Kopfhaut angebracht. Sie erhalten einen 8-minütigen Stimulationsblock mit 2 mA pro Elektrodenpaar. Die Stimulationssequenz wird 2 Minuten an, 2 Minuten aus, 2 Minuten an und 2 Minuten aus sein, mit 30 Sekunden Anstieg und Abfall zu Beginn jeder 2-Minuten-Periode. Für Studie 1.2 werden zwei TI-Schwebefrequenzen bewertet: 5 Hz (erzeugt durch Kanäle bei 2000 Hz und 2005 Hz) und 10 Hz (erzeugt durch Kanäle bei 2000 Hz und 2010 Hz). Jede Schwebefrequenz wird einen aktiven Block (30-Sekunden-Anstieg auf 2 mA, 2 min an / 2 min aus Zyklen) und einen passenden Scheinblock haben, bei dem die Stimulation sofort nach dem Anstieg auf 2 mA abfällt. Die Reihenfolge der Blöcke und ob die "an"- oder "aus"-Bedingung zuerst auftritt, wird über die Probanden hinweg ausbalanciert.