Theta tACS pendant l'entraînement de la mémoire de travail : une étude pilote des effets sur les symptômes négatifs de la schizophrénie

Les symptômes négatifs ont un impact négatif sur le pronostic de la schizophrénie, mais un traitement efficace pour cette dimension des symptômes est encore à l'étude. L'identification d'une cible de traitement qui a un lien étroit avec les symptômes négatifs ou qui a un impact important sur les symptômes négatifs peut aider à développer une thérapie efficace pour contrer les symptômes négatifs de la schizophrénie. Des travaux théoriques et empiriques récents liant les symptômes négatifs et les troubles cognitifs dans la schizophrénie ont identifié une cible potentielle de traitement : les déficits cognitifs. Des preuves ont indiqué que la remédiation cognitive (RC) a un effet positif sur l'amélioration des symptômes négatifs de la schizophrénie, en particulier les symptômes négatifs comportementaux.

Bien qu'il soit encore débattu des composants actifs de la RC qui contribuent à l'amélioration des symptômes négatifs. Le cadre proposé par Gold et ses collègues peut être un candidat pour expliquer comment la RC améliore les symptômes négatifs (c'est-à-dire possible en améliorant la mémoire de travail). Anhédonie (c. La mémoire de travail (WM) joue un rôle important dans la formation, le maintien et la récupération des représentations affectives et de valeur, qui sont toutes essentielles au plaisir anticipé. Les individus représentent les événements et prévoient le plaisir en utilisant la WM afin de recruter des ressources motivationnelles. Il a été suggéré qu'il existe un système de détection hédonique dans le modèle WM et que WM sert de mécanisme cognitif sous-jacent potentiel pour le plaisir d'anticipation et les comportements liés aux objectifs. Les problèmes de MW peuvent réduire la capacité à récupérer et à manipuler des informations pour motiver et guider un comportement futur, contribuant ainsi à une diminution de la motivation et de l'expérience de plaisir. On sait que le recrutement du système préfrontal-striatal (y compris le cortex préfrontal dorsolatéral, le cortex cingulaire, l'insula et le striatum ventral) implique le traitement hédonique. Il est également connu que les mêmes régions cérébrales peuvent être considérées comme des régions cérébrales centrales du réseau WM car elles sont activées pendant la charge WM. Le chevauchement de l'activation du système préfrontal-striatal pendant le traitement hédonique et la MW fournit des preuves solides à l'appui de la relation entre la capacité hédonique et la MW. Les preuves ont indiqué une corrélation entre l'activité dans les réseaux cérébraux MW et l'amélioration des symptômes négatifs après un traitement antipsychotique, suggérant un effet médiateur de la MW sur l'amélioration des symptômes négatifs dans le contexte d'une intervention pharmacologique. Plus récemment, des études ont indiqué que 20 séances d'entraînement à la MW (entraînement à double tâche n-back) ont montré un effet de transfert neuronal pour améliorer le traitement hédonique chez les personnes souffrant d'anhédonie sociale élevée et améliorer le dysfonctionnement hédonique chez les patients schizophrènes présentant des symptômes négatifs importants.

En plus de l'entraînement MW, la stimulation cérébrale non invasive (NIBS) est également une méthode non pharmacologique pour améliorer la plasticité neurale du cerveau. Par exemple, la stimulation magnétique transcrânienne répétitive (rTMS) peut modifier l'activité du nerf cortical de manière temporaire ou continue et améliorer la plasticité neurale. Cependant, la capacité de la SMTr seule à améliorer la fonction cognitive dans la schizophrénie est souvent limitée dans une certaine mesure, nécessitant une combinaison avec l'entraînement MW pour stimuler les fonctions cognitives.

La stimulation transcrânienne par courant alternatif (tACS), une technique NIBS sûre qui applique un courant alternatif de faible intensité, est également une option thérapeutique potentielle dans le traitement des troubles cognitifs de la schizophrénie. La fréquence de stimulation de tACS est généralement définie pour coïncider avec les rythmes endogènes cérébraux ciblés. Il synchroniserait les oscillations neuronales dans les régions corticales stimulées à la fréquence de stimulation appliquée. Différentes intensités de courant tACS (0,5 à 4 mA), fréquence de stimulation (0,1 à 80 Hz), montages d'électrodes, différence de phase sur le site de stimulation, avec/sans décalage DC, et les états (par exemple, au repos ou simultanément sous les tâches) pendant la stimulation contribuent à ses différents effets. Si l'électrode cible et l'électrode de référence sont dans la même phase du cycle du courant à un moment donné, la différence de phase sera de 0 degré (c'est-à-dire en phase). La différence de phase sera de 180 degrés (c'est-à-dire anti-phase) si les électrodes sont dans la phase opposée. Les tACS en phase et anti-phase sur les régions du cerveau provoquent la synchronisation et la désynchronisation de l'activité neuronale dans les régions du cerveau, respectivement.

Les effets du tACS dépendant de l'état indiquent que les effets du tACS sont renforcés lorsque l'état des régions cérébrales ciblées est actif. Plus précisément, la synchronisation des régions frontopariétales aux fréquences thêta domine lors d'une tâche exécutive. tACS à la fréquence proche de l'oscillation thêta activée par une tâche exécutive susciterait plus de résonance et pourrait, à son tour, aider à améliorer la fonction exécutive. Le tACS appliqué lorsqu'un individu est simultanément engagé dans une tâche cognitive spécifique est défini comme un tACS en ligne. Chez des sujets sains, le tACS en ligne thêta (6Hz) en phase a facilité le couplage de phase frontopariétal (synchronisation) entraînant une amélioration des performances de la MW, tandis que le tACS en ligne thêta (6Hz) anti-phase a perturbé le couplage de phase thêta (désynchronisation) entraînant une altération des performances de la WM.

Les séquelles prolongées du tACS peuvent être liées à un phénomène appelé plasticité dépendante de la synchronisation des pointes (STDP), un processus qui modifie les forces de connexion en fonction de la synchronisation relative des pointes d'entrée et de sortie (ou potentiels d'action) d'un neurone . STDP signifie que la synapse sera renforcée si les potentiels d'action d'entrée se produisent immédiatement avant les potentiels d'action de sortie, et la synapse sera affaiblie si un potentiel d'action d'entrée se produit immédiatement après un potentiel d'action de sortie. Le processus STDP est connu pour expliquer en partie la dépression à long terme (LTD) et la potentialisation à long terme (LTP) des systèmes nerveux. Pour résumer, le tACS à une fréquence proche de celle de la fréquence de résonance pendant le tACS peut intensifier les synapses à travers les régions stimulées par le mécanisme du STDP. Des tACS répétitifs (sessions multiples) pendant des intervalles de temps spécifiques peuvent consolider les effets de la neuroplasticité et peuvent, à leur tour, provoquer un effet durable pour une application clinique ultérieure dans le traitement des troubles neuropsychiatriques. Chez les patients schizophrènes, quelques rapports de cas ont indiqué que 1 à 5 séances de tACS en phase thêta en ligne sur les régions frontopariétales gauches ont amélioré les performances de la MW et de plusieurs autres domaines cognitifs.

Jusqu'à présent, il n'y a pas de rapport de recherche pertinent explorant si et comment l'intervention conjointe (c. domaines cognitifs chez les patients schizophrènes. Il n'y a pas non plus de recherche examinant si les tACS en phase thêta (6Hz) en ligne sur les régions frontopariétales gauches peuvent potentialiser les effets de l'entraînement à la MW sur l'amélioration des symptômes négatifs de la schizophrénie. Pour résumer, nous émettons l'hypothèse que le mode d'entraînement combiné de l'entraînement thêta tACS en ligne actif plus l'entraînement MW aurait une plus grande capacité à réduire les symptômes négatifs de la schizophrénie par rapport au mode d'entraînement fictif de l'entraînement thêta tACS en ligne plus la MW. L'étude vise à tester l'efficacité de "theta tACS en ligne actifs plus WM" par rapport à "l'entraînement en ligne thêta tACS plus WM" dans l'amélioration des symptômes négatifs, de la performance de la MW et d'autres performances des domaines cognitifs de la schizophrénie à l'aide d'un simulacre randomisé en double aveugle. conception d'essais contrôlés. Afin d'évaluer l'efficacité des interventions, nous utiliserons les résultats comportementaux (par exemple, l'évaluation des symptômes négatifs et l'évaluation neurocognitive) et les résultats neurophysiologiques (par exemple, l'EEG et la variabilité de la fréquence cardiaque).

Méthodes

Entraînement du dos Dual N

L'étude utilisera une tâche double n-back pour la formation WM. Dans cette tâche, des carrés à 8 emplacements différents apparaîtront séquentiellement (longueur du stimulus, 500 ms ; intervalle inter-stimulus, 2 500 ms) sur un écran d'ordinateur toutes les 3 secondes. Simultanément à la présentation des carrés, l'une des huit consonnes apparaîtra séquentiellement à travers un haut-parleur. Les participants devront juger si l'emplacement d'un carré et la consonne qu'ils ont entendue correspondent à l'un n-back précédent (la même valeur n pour les cibles visuelles et auditives). Chaque séance d'entraînement comporte 20 blocs composés de 20 + n essais et dure environ 25 min. Chaque bloc comprend six cibles auditives et six cibles visuelles (quatre apparaissant dans une seule modalité, et deux apparaissant dans les deux modalités simultanément) dont les emplacements sont aléatoires. Les participants devront répondre manuellement en appuyant sur le bouton clic gauche de la souris pour les cibles visuelles et sur le bouton clic droit pour les cibles auditives. Aucune réponse n'était requise pour les non-cibles. Si une cible est correctement détectée, un flash vert sera donné, ce qui constitue une rétroaction positive. Si une cible est faussement détectée, un flash bleu sera donné, ce qui constitue une rétroaction négative. L'entraînement du dos dual N est conçu pour faire varier continuellement sa difficulté en modifiant la charge WM (c'est-à-dire le niveau de n) et ainsi suivre les performances des participants. Chaque session de formation commence à n = 1. La performance des participants sera analysée après chaque bloc et le niveau de n pour le bloc suivant sera adapté selon le principe suivant. Le niveau de n augmente de 1 dans le bloc suivant si les erreurs par modalité commises par le participant sont5. Dans tous les autres cas, le n reste inchangé. Les participants viendront au laboratoire et prendront part aux séances d'entraînement à la MW deux fois par jour pendant 5 jours de la semaine (10 séances au total), chaque séance durant environ 25 minutes. L'intervalle de temps entre les séances biquotidiennes sera > 3 heures.

tACS en phase frontopariétal hémisphérique gauche en ligne (6Hz)

θ tACS sera administré au cours de la tâche double n-back, en commençant au début de chaque tâche et durant 20 min. Dans la condition θ tACS active, la tACS sinusoïdale sera délivrée par deux appareils alimentés par batterie connectés avec deux adaptateurs de fil 4 × 1 (Equalizer Box, NeuroConn, Ilmenau, Allemagne). Les montages d'électrodes utilisés pour θ tACS seront positionnés aux emplacements fronto-pariétaux gauches. Les électrodes de stimulation du 1er stimulateur seront placées à la position des électrodes International 10-10 F1, F5, AF3 et FC3 (électrodes de stimulation) et CPz (électrode de retour) pour couvrir le cortex frontal gauche. Pour le 2e stimulateur, les électrodes de stimulation seront placées en P1, P5, CP3 et PO3 (électrodes de stimulation) et FCz (électrode de retour) pour couvrir le cortex pariétal gauche. Un convertisseur numérique-analogique (DAQ) NeuroConn contrôlera les deux stimulateurs et créera une configuration en phase (synchrone) (différence de phase relative de 0° entre les signaux de sortie des deux stimulateurs tACS).