Neurofeedback en clínica de alto riesgo

La identificación de anomalías cerebrales en pacientes con un primer episodio de esquizofrenia (SZ) ha proporcionado evidencia de que las anomalías relacionadas con la enfermedad se desarrollan antes de la psicosis y ha ayudado a centrar la atención en la identificación de un período prodrómico de psicosis prepsicótico de alto riesgo clínico (CHR) 11,12. El metanálisis mostró que los individuos con CHR tienen un riesgo elevado de desarrollar psicosis del 11% después de 6 meses, del 15% después de 12 meses, del 20% después de 24 meses y del 23% después de 36 meses8. Además, nuestro trabajo y otros demuestran que los individuos con CHR muestran déficits tanto en la función cerebral como en la cognición similares a los de SZ 1,8. Estos incluyen la hiperconectividad de la red de modo predeterminado (DMN) (entre la corteza prefrontal medial (MPFC) y la corteza cingulada posterior (PCC)) y la anticorrelación reducida entre MPFC y corteza prefrontal dorsolateral (DLPFC: parte de una red ejecutiva central (CEN)) en CHR, resultados similares a los informados en SZ. Estos resultados no sólo apuntan a una forma en que la función cerebral anormal contribuye al desarrollo de SZ, sino que también motivan la búsqueda de enfoques para alterar la trayectoria de la enfermedad. Por lo tanto, en la parte R61 de la solicitud actual, examinaremos la eficacia de la neurorretroalimentación por resonancia magnética funcional (rt-NFB) aumentada con meditación de atención plena en tiempo real para reducir la hiperconectividad DMN y aumentar las anticorrelaciones MPFC-DLPFC, post-NFB, similar a lo que observamos en SZ crónica y evaluar los niveles de glutamato (Glu) y ácido gammaaminobutírico (GABA) en MPFC, PCC y DLPFC. En el R33, probaremos la eficacia de rt-NFB en una muestra más grande, examinaremos la relación entre los cambios de la red neuronal mediados por rt-NFB y las medidas de comportamiento (reducciones de los síntomas y mejora de la memoria de trabajo (WM)/función de atención). También examinaremos los cambios a nivel celular mediante medidas de espectroscopia de resonancia magnética (MRS) de Glu y GABA para llegar a una comprensión más completa de los fenómenos celulares que subyacen al rt-NFB. Esta solicitud se basa en tres fuentes de evidencia: 1. Subvención Fogarty (IP: Stone, co-PI: Niznikiewicz, Whitfield-Gabrieli) que muestra la hiperconectividad MPFC-PCC y sus correlaciones con las puntuaciones SIPS en CHR (ver datos preliminares (PD)); 2. Resultados de R21 (PI: Niznikiewicz) que muestran que rt-NFB puede reducir la activación BOLD en la circunvolución temporal superior (STG) 13 y la hiperconectividad en DMN 14 en SZ, que a su vez se asociaron con una reducción de las alucinaciones auditivas (AH) ; y 3. R61/33 (mPI: Niznikiewicz, Whitfield-Gabrieli)) que confirmó que rt-NFB puede modular la conectividad DMN y la activación de STG en SZ con AH. Con base en nuestro PD y la literatura existente, en R61, proponemos que: 1) rt-NFB dirigido a DMN conducirá a reducciones de hiperconectividad MPFC-PCC y un aumento en las anticorrelaciones MPFC-DLPFC. Para R33 proponemos 1). confirmar estos hallazgos en una muestra independiente más grande 2) mostrar que las mejoras en la hiperconectividad MPFCPCC y las anticorrelaciones MPFC-DLPFC conducirán a mejoras en los síntomas clínicos y la cognición, respectivamente; y 3) los cambios en la conectividad del estado de reposo (rs) estarán relacionados con cambios en los niveles de Glu y GABA, post-rt-NFB, según lo evaluado por cambios de conectividad y celulares co-localizados antes y después de rt-NFB.

FASE R61: Descripción general: demostraremos la participación del objetivo cerebral, es decir, la reducción de la conectividad del MPFC-PCC. Probaremos 40 CHR asignados al azar a 1) una sesión de rt-NFB dirigida a DMN (rt-NFB real; N = 20) 2) rt-NFB simulado (N = 20) (rt-NFB derivado de la corteza motora activación). Probaremos 20 HC como grupo de comparación de referencia. La reducción de la conectividad rs de MFC-PCC en el grupo rt-NFB real post-rt-NFB será el criterio R61 GO. También recopilaremos datos MRS de MPFC, PCC y DLPFC.

Objetivo 1: participación del objetivo cerebral mediante rt-NFB. Con base en PD, predecimos una reducción de la conectividad rs de DMN en el grupo rt-NFB real que recibe rt-NFB de DMN-CEN, pero no en el grupo rt-NFB falso. (Criterios R61 GO).

Objetivo 2: medir Glu y GABA (exploratorio) en los vóxeles de interés (VOI) MPFC, PCC y DLPFC. FASE R33: Descripción general: en CHR, utilizaremos un ensayo aleatorio, con diseño cruzado parcial: CHR será asignado al azar a rt-NFB real (N = 30) o una sesión de rt-NFB simulada (N = 30). seguido de una sesión real de rt-NFB.; Se escanearán 30 HC una vez. La MRS en los dos VOI se registrará antes y después de cada sesión de rt-NFB (ya sea real o simulada). Replicaremos los hallazgos del R61 y los relacionaremos con datos clínicos y cognitivos. Los criterios R33 GO (para estudios futuros): replicar los resultados de R61, reducciones significativas de los síntomas clínicos relacionados con la reducción de la conectividad MPFC-PCC y mejora cognitiva relacionada con el aumento de las anticorrelaciones MPFC-DLPFC, post-rt-NFB.

Objetivo 1: replicar el R61 Objetivo 1: Predecimos que el rt-NFB dirigido por DMN dará como resultado una reducción de la conectividad rs de MPFC-PCC y que MPFC-DLPFC aumentará la anticorrelación solo en el grupo rt-NFB real.

Objetivo 2: demostrar la asociación entre la conectividad rs de DMN y los cambios clínicos y las anticorrelaciones MPFC-DLPFC y los cambios cognitivos, post-rtfMRI. Predecimos: asociaciones entre 1) reducciones de la conectividad MPFC-PCC y reducciones de las puntuaciones SIPS, y 2) aumentos de las anticorrelaciones MPFC-DLPFC y mejoras de atención/WM solo en el grupo rt-NFB real (ver PD).

Objetivo 3: Colocalización de datos de MRS y fMRI: medir Glu y GABA en dos VOI seleccionados, definidos individualmente (basados ​​en datos rs) antes y después de rt-NFB en CHR y HC al inicio del estudio.

Objetivo 4: (exploratorio) Correlacionar Glu/GABA (ver Objetivo 3 para las definiciones de VOI) con conectividad rs y datos clínicos y cognitivos, post-rt-NFB. Con base en nuestro PD, predecimos 1) asociaciones positivas entre los niveles de MPFC GABA y las anticorrelaciones MPFC-DLPFC, y mejoras en WM/atención. 2) Asociaciones de las proporciones de Glu/GABA con reducciones de conectividad MPFC-PCC y reducciones de puntuaciones SIPS.