TDCS:n aivojen stimulaation arviointi masennuksessa MRI:n avulla

Masennukselle on ominaista tunteiden ja mielialan säätelyn häiriö. Useista aivojen kuvantamistutkimuksista saadut yhtenevät todisteet osoittavat, että masennukseen liittyy toimintahäiriöitä ylhäältä alaspäin suuntautuvilla, tunteita säätelevillä frontoparietaalisilla aivoalueilla, joihin kuuluvat hypoaktiivinen vasemman dorsolateraalinen prefrontaalikuoren (DLPFC) aivoalue ja hyperaktiivinen oikea DLPFC. Toimintahäiriöt muilla aivoalueilla, mukaan lukien cingulate cortex, hippokampus ja amygdala, on myös yhdistetty masennusoireisiin. Yhdessä nämä aivoalueet muodostavat dorso-fronto-limbisen aivoverkon, ja tämän spesifisen verkoston hyödyllisen modulaation on oletettu parantavan masennusoireita.

Verkkomodulaatio on mahdollista käyttämällä laajaa valikoimaa aivojen stimulaatiotekniikoita, mukaan lukien transkraniaalinen tasavirtastimulaatio (tDCS). Jälkimmäinen tekniikka on viime aikoina saanut suurta kiinnostusta kohtalaisen masennuksen yhteydessä sen osoitetun turvallisuuden, halvan ja ei-invasiivisen luonteen vuoksi. Tyypillinen tDCS-kokoonpano koostuu ei-invasiivisista elektrodeista, jotka asetetaan päänahkaan antamaan siedettävää sähkövirtaa tiettyihin aivokohteisiin. Annetun sähkövirran on osoitettu moduloivan aivojen toimintaa riippuen käytetyn sähkön suunnasta, anodisen tDCS:n lisääessä hermosolujen aktiivisuutta aivokohteessa ja katodisen tDCS:n vähentävän aktiivisuutta kohdeaivoalueella. Näin ollen masennuksen tDCS-asetukset ovat tyypillisesti kohdistaneet edellä mainittuun hypoaktiiviseen vasempaan DLPFC:hen käyttämällä anodista tDCS:ää ja/tai hyperaktiiviseen oikeaan DLPFC:tä katodista tDCS:ää käyttäen. tDCS:n alavirran vaikutuksia dorso-fronto-limbiseen verkkoon ei kuitenkaan täysin ymmärretä. Tämän masennukseen liittyvän aivoverkoston tDCS:n osallistumisen ymmärtäminen voi tarjota tärkeitä oivalluksia tDCS-asetusten optimointiin masennuslääkesovelluksia varten. Tämän vuoksi nykyisessä tutkimuksessa ehdotetaan MRI-tekniikoiden käyttöä tDCS:n verkkositoutumisen kartoittamiseen ja tutkimiseen masennuksessa, kuten alla on kuvattu. Huomaa, että vaikka tutkimusryhmä 1 käyttää olemassa olevan tutkimuksen tietoja, osiin 2-4 liittyy de-novo masentuneiden osallistujien värvääminen.

1. Tutkimusryhmä 1 tutkii dorso-fronto-limbisen aivoverkon sitoutumista masennukseen, kun "aktiivista" tai "vale" anodista tDCS:ää annetaan vasemmalle DLPFC-aivoalueelle levossa. "Sham" tDCS tarjoaa ohjaustilan helpottamaan tDCS-spesifisten vaikutusten mittaamista, ja sen lisäksi, että se kuluttaa vähän sähköä, se on suunniteltu identtiseksi "aktiivisen" tDCS:n kanssa kaikilta osin (esim. elektrodien sijoitus jne.). Tätä haaraa varten hankitaan analysoitavaksi tiedot meneillään olevasta kliinisestä masennustutkimuksesta, jolla on erilliset tavoitteet (NCT04507243, N = 48 osallistujaa, satunnaistettu 24 aktiiviseen ja 24 valeryhmään).
2. Tutkimusryhmä 2 tutkii verkkoon sitoutumista, kun anodista tDCS:ää annetaan vasemmalle DLPFC-aivoalueelle henkisen tehtävän suorittamisen aikana (2-back-työmuisti). N = 24 koehenkilöä otetaan mukaan käyttämällä yhden ryhmän kokeellista suunnittelua, joka sisältää istunnon sisäisen kontrollitilan (erikollisen "huijaus"-ryhmän sijaan, kuten haarassa 1). Osallistuminen sisältää yhden arvioinnin suojatun videoneuvottelupuhelun aikana kelpoisuuden vahvistamiseksi (kesto enintään 3 tuntia) ja kaksi henkilökohtaista opintokäyntiä (kesto 30 minuuttia ja 2,5 tuntia). Molemmissa henkilökohtaisissa käynneissä tehdään magneettikuvauksia: ensimmäisen käynnin MRI-skannaukset auttavat määrittämään tDCS-elektrodien sijainnin toista käyntiä varten, ja toisen käynnin MRI-skannaukset auttavat meitä kartoittamaan muutoksia aivojen toiminnassa ja yhteyksissä tDCS:n aikana.
3. Tutkimushaarat 3 ja 4 tutkivat verkkoyhteyttä oikean DLPFC-katodisen tDCS:n aikana. N = 48 osallistujaa rekrytoidaan osaan 3 (satunnaistettu 24 "aktiiviseen" ja 24 "huijaukseen") ja N = 24 osallistujaa ryhmään 4. Muilta osin tutkimusryhmät 3 ja 4 ovat identtisiä tutkimuksen kanssa. käsivarret 1 ja 2.