Neurofeedback kliinisen korkean riskin kohdalla

Aivopoikkeavuuksien tunnistaminen skitsofreniapotilaiden ensimmäisen episodijakson (SZ) potilailla on osoittanut, että sairauteen liittyviä poikkeavuuksia kehittyy ennen psykoosia, ja se on auttanut siirtämään huomion prepsykoottisen, kliinisen korkean riskin (CHR) tunnistamiseen psykoosin prodromaalijaksolle 11,12. meta-analyysi osoitti, että CHR-henkilöillä on kohonnut riski saada psykoosi 11 % 6 kuukauden jälkeen, 15 % 12 kuukauden jälkeen, 20 % 24 kuukauden jälkeen ja 23 % 36 kuukauden jälkeen8. Lisäksi työmme ja muut osoittavat, että CHR-henkilöillä on puutteita sekä aivotoiminnassa että kognitiossa, jotka ovat samanlaisia ​​​​kuin SZ 1,8:ssa. Näitä ovat oletustilan verkon (DMN) hyperliitettävyys, (mediaalisen prefrontaalisen aivokuoren (MPFC) ja posterior cingulaattikuoren (PCC) välillä) ja vähentynyt MPFC-dorsolateraalinen prefrontaalinen aivokuori (DLPFC: osa keskusjohtoverkkoa (CEN)) antikorrelaatio CHR, samanlainen kuin SZ:ssä raportoidut havainnot. Nämä tulokset eivät ainoastaan ​​viittaa tapaan, jolla epänormaali aivojen toiminta myötävaikuttaa SZ:n kehittymiseen, vaan myös motivoivat etsimään lähestymistapoja sairauden liikeradan muuttamiseksi. Näin ollen nykyisen sovelluksen R61-osiossa tutkimme mindfulness-meditaatiolla täydennetyn, reaaliaikaisen fMRI-neurofeedbackin (rt-NFB) tehokkuutta DMN-hyperyhteyden vähentämisessä ja MPFC-DLPFC-antikorrelaatioiden lisäämisessä NFB:n jälkeen. mitä havaitsimme kroonisessa SZ:ssä, ja arvioimme glutamaatti (Glu) ja gammaaminovoihapon (GABA) tasot MPFC:ssä, PCC:ssä ja DLPFC:ssä. R33:ssa testaamme rt-NFB:n tehokkuutta suuremmassa otoksessa, tutkimme suhdetta rt-NFB-välitteisten hermoverkkomuutosten ja käyttäytymistoimenpiteiden (oireiden väheneminen ja työmuistin (WM)/tarkkailutoiminnon) välillä. Tutkimme myös solutason muutoksia Glu:n ja GABA:n magneettiresonanssispektroskopian (MRS) avulla saadaksemme kattavamman käsityksen siitä, mitkä soluilmiöt ovat rt-NFB:n taustalla. Tämä sovellus perustuu kolmeen todisteen lähteeseen: 1. Fogarty-apuraha (PI: Stone, rinnakkais-PI: Niznikiewicz, Whitfield-Gabrieli), joka osoittaa MPFC-PCC-hyperliitettävyyden ja sen korrelaatiot SIPS-pisteiden kanssa CHR:ssä (katso alustavat tiedot (PD)); 2. R21-tulokset (PI: Niznikiewicz), jotka osoittavat, että rt-NFB voi vähentää BOLD-aktivaatiota ylimmässä temporaalisessa gyrus (STG) 13:ssa ja hyperlinkittävyyttä DMN 14:ssä SZ:ssä, mikä puolestaan ​​liittyi kuulohalusinaatioiden (AH) vähenemiseen. ; ja 3. R61/33 (mPI: Niznikiewicz, Whitfield-Gabrieli)), joka vahvisti, että rt-NFB voi moduloida DMN-yhteyttä ja STG-aktivaatiota SZ:ssä AH:n kanssa. PD:n ja olemassa olevan kirjallisuuden perusteella ehdotamme kohdassa R61, että: 1) DMN:ään suunnattu rt-NFB johtaa MPFC-PCC-hyperliitettävyyden vähenemiseen ja MPFC-DLPFC-antikorrelaatioiden lisääntymiseen. R33:lle ehdotamme kohtaa 1). vahvistavat nämä havainnot suuremmassa riippumattomassa otoksessa 2) osoittavat, että MPFCPCC-hyperliitettävyyden ja MPFC-DLPFC-antikorrelaatioiden parannukset johtavat kliinisten oireiden ja vastaavasti kognition paranemiseen; ja 3) muutokset lepotilan (rs) liitettävyydessä liittyvät Glu- ja GABA-tasojen muutoksiin rt-NFB:n jälkeisenä, arvioituna rt-NFB:n jälkeisillä samanaikaisilla solu- ja yhteysmuutoksilla.

R61-VAIHE: Yleiskatsaus: Esittelemme aivokohteen sitoutumista, eli MPFC-PCC:n rs-yhteyden vähentämistä. Testaamme 40 CHR:ää satunnaistettuna 1) yhteen rt-NFB-istuntoon, joka on suunnattu DMN:lle (real-rt-NFB; N=20) 2) vale-rt-NFB:lle (N=20) (motorisesta aivokuoresta johdettu rt-NFB aktivointi). Testaamme 20 HC:tä vertailuryhmänä. MFC-PCC rs-liitettävyyden vähentäminen todellisessa rt-NFB-ryhmässä rt-NFB:n jälkeen on R61 GO -kriteeri. Keräämme myös MRS-tietoja MPFC:stä, PCC:stä ja DLPFC:stä.

Tavoite 1: Aivojen kohdentaminen rt-NFB:n avulla. PD:n perusteella ennustamme DMN rs-yhteyden vähenemistä todellisessa rt-NFB-ryhmässä, joka vastaanottaa rt-NFB:tä DMN-CEN:ltä, mutta emme näennäisessä rt-NFB-ryhmässä. (R61 GO -kriteerit).

Tavoite 2: Mittaa Glu- ja GABA-arvot (tutkimuksellinen) MPFC-, PCC- ja DLPFC-vokseleissa (VOI). R33 VAIHE: Yleiskatsaus: CHR:ssä käytämme satunnaistettua koetta, jossa on osittainen ristikkäinen suunnittelu: CHR satunnaistetaan todelliseen rt-NFB:hen (N=30) tai yhteen vale-rt-NFB-istuntoon (N=30), jota seuraa todellinen rt-NFB-istunto.; 30 HC:tä skannataan kerran. MRS kahdessa VOI:ssa tallennetaan ennen jokaista rt-NFB-istuntoa ja sen jälkeen (joko todellinen tai vale). Toistamme R61-löydökset ja yhdistämme ne kliinisiin ja kognitiivisiin tietoihin. R33 GO -kriteerit (tulevia tutkimuksia varten): R61-tulosten toistaminen, merkittävä kliinisten oireiden väheneminen MPFC-PCC-yhteyden vähenemiseen liittyen ja MPFC-DLPFC-antikorrelaatioiden lisääntymiseen liittyvä kognitiivinen paraneminen, rt-NFB:n jälkeen.

Tavoite 1: Toista R61 Tavoite 1: Ennustamme, että DMN-ohjattu rt-NFB johtaa MPFC-PCC rs-yhteyden vähenemiseen ja MPFC-DLPFC lisäsi antikorrelaatiota vain todellisessa rt-NFB-ryhmässä.

Tavoite 2: Osoita yhteys DMN rs-yhteyden ja kliinisten muutosten sekä MPFC-DLPFC antikorrelaatioiden ja kognitiivisten muutosten välillä, post-rtfMRI. Ennustamme: 1) MPFC-PCC-yhteyden vähenemisen ja SIPS-pisteiden alenemisen sekä 2) MPFC-DLPFC-antikorrelaatioiden lisääntymisen ja WM-/tarkkailuparannusten väliset yhteydet vain todellisessa rt-NFB-ryhmässä (katso PD).

Tavoite 3: MRS- ja fMRI-tietojen samanaikainen lokalisointi: Mittaa Glu ja GABA kahdessa valitussa, yksilöllisesti määritellyssä VOI:ssa (perustuu rs-tietoihin) ennen ja jälkeen rt-NFB:n CHR:ssä ja HC:ssä lähtötilanteessa.

Tavoite 4: (tutkiva) Korreloi Glu/GABA (katso VOI-määritelmät tavoite 3) rs-yhteyden ja kliinisen ja kognitiivisen tiedon kanssa, post-rt-NFB. PD:n perusteella ennustamme 1) positiivisia assosiaatioita MPFC GABA -tasojen ja MPFC-DLPFC antikorrelaatioiden välillä sekä WM/attention parannuksia. 2) Glu/GABA-suhteet yhdistävät MPFC-PCC-liitettävyyden ja SIPS-pisteiden vähenemisen.