Neurofeedback en clinique à haut risque

L'identification d'anomalies cérébrales chez les patients atteints de schizophrénie au premier épisode (SZ) a fourni la preuve que des anomalies liées à la maladie se développent avant la psychose et a contribué à attirer l'attention sur l'identification d'un risque clinique prépsychotique élevé (CHR) de période prodromique de psychose 11,12. une méta-analyse a montré que les individus CHR ont un risque élevé de développer une psychose de 11 % après 6 mois, 15 % après 12 mois, 20 % après 24 mois et 23 % après 36 mois8. De plus, nos travaux et d'autres démontrent que les individus CHR présentent des déficits à la fois dans la fonction cérébrale et dans la cognition similaires à ceux du SZ 1,8. Ceux-ci incluent l'hyper-connectivité du réseau en mode par défaut (DMN) (entre le cortex préfrontal médial (MPFC) et le cortex cingulaire postérieur (PCC)) et l'anticorrélation réduite du cortex préfrontal dorsolatéral MPFC (DLPFC : partie d'un réseau exécutif central (CEN)) dans CHR, similaire aux résultats rapportés dans SZ. Ces résultats indiquent non seulement comment une fonction cérébrale anormale contribue au développement de la ZS, mais motivent également la recherche d'approches visant à modifier la trajectoire de la maladie. Ainsi, dans la partie R61 de la demande actuelle, nous examinerons l'efficacité de la méditation de pleine conscience augmentée, en temps réel-fMRI-neurofeedback (rt-NFB) pour réduire l'hyperconnectivité DMN et augmenter les anticorrélations MPFC-DLPFC, post-NFB, similaire à ce que nous avons observé dans la SZ chronique et évaluer les niveaux de glutamate (Glu) et d'acide gammaaminobutyrique (GABA) dans les MPFC, PCC et DLPFC. Dans le R33, nous testerons l'efficacité du rt-NFB dans un échantillon plus large, examinerons la relation entre les changements du réseau neuronal médiés par le rt-NFB et les mesures comportementales (réductions des symptômes et amélioration de la mémoire de travail (MW)/fonction attentionnelle). Nous examinerons également les changements au niveau cellulaire via des mesures de spectroscopie de résonance magnétique (MRS) de Glu et de GABA pour parvenir à une compréhension plus complète des phénomènes cellulaires qui sont à la base du rt-NFB. Cette application s'appuie sur trois sources de preuves : 1. Bourse Fogarty (PI : Stone, co-PI : Niznikiewicz, Whitfield-Gabrieli) montrant l'hyperconnectivité MPFC-PCC et ses corrélations avec les scores SIPS en CHR (voir données préliminaires (PD)) ; 2. Résultats R21 (PI : Niznikiewicz) montrant que le rt-NFB peut réduire l'activation de BOLD dans le gyrus temporal supérieur (STG) 13 et l'hyperconnectivité dans le DMN 14 dans SZ, qui à leur tour étaient associés à une réduction des hallucinations auditives (AH) ; et 3. R61/33 (mPI : Niznikiewicz, Whitfield-Gabrieli)) qui a confirmé que le rt-NFB peut moduler la connectivité DMN et l'activation STG dans SZ avec AH. Sur la base de notre PD et de la littérature existante, dans R61, nous proposons que : 1) le rt-NFB dirigé vers le DMN entraînera des réductions d'hyper-connectivité MPFC-PCC et une augmentation des anticorrélations MPFC-DLPFC. Pour R33 nous proposons 1). confirmer ces résultats dans un échantillon indépendant plus large 2) montrer que les améliorations de l'hyper-connectivité MPFCPCC et des anticorrélations MPFC-DLPFC entraîneront respectivement des améliorations des symptômes cliniques et de la cognition ; et 3) les changements dans la connectivité à l'état de repos (rs) seront liés aux changements dans les niveaux de Glu et de GABA, après-rt-NFB, tels qu'évalués par les changements cellulaires et de connectivité co-localisés avant et après-rt-NFB.

PHASE R61 : Aperçu : Nous démontrerons l'engagement de la cible cérébrale, c'est-à-dire la réduction de la connectivité MPFC-PCC. Nous testerons 40 CHR randomisés pour 1) une session de rt-NFB dirigée vers DMN (real-rt-NFB ; N=20) 2) sham-rt-NFB (N=20) (rt-NFB dérivé du cortex moteur Activation). Nous testerons 20 HC comme groupe de comparaison de référence. La réduction de la connectivité rs MFC-PCC dans le groupe rt-NFB réel post-rt-NFB sera le critère R61 GO. Nous collecterons également les données MRS du MPFC, du PCC et du DLPFC.

Objectif 1 : Engagement de la cible cérébrale à l'aide du rt-NFB. Sur la base de PD, nous prévoyons une réduction de la connectivité rs du DMN dans le groupe rt-NFB réel recevant le rt-NFB du DMN-CEN, mais pas dans le groupe fictif rt-NFB. (Critères R61 GO).

Objectif 2 : Mesurer Glu et GABA (exploratoire) dans les voxels d'intérêt MPFC, PCC et DLPFC (VOI). PHASE R33 : Présentation : En CHR, nous utiliserons un essai randomisé, avec une conception croisée partielle : le CHR sera randomisé pour une véritable session rt-NFB (N = 30), ou une session simulée de rt-NFB (N = 30), suivi d'une véritable séance rt-ONF.; 30 HC seront scannés une fois. Les MRS dans les deux VOI seront enregistrés avant et après chaque session rt-NFB (soit réelle, soit fictive). Nous reproduirons les résultats du R61 et les relierons aux données cliniques et cognitives. Les critères R33 GO (pour les études futures) : réplication des résultats R61, réductions significatives des symptômes cliniques liées à la réduction de la connectivité MPFC-PCC et amélioration cognitive liée à l'augmentation des anticorrélations MPFC-DLPFC, post-rt-NFB.

Objectif 1 : Répliquer le R61 Objectif 1 : Nous prévoyons que le rt-NFB dirigé par DMN entraînera une réduction de la connectivité rs du MPFC-PCC et une anticorrélation accrue du MPFC-DLPFC dans le groupe rt-NFB réel uniquement.

Objectif 2 : Démontrer l'association entre la connectivité DMN rs et les changements cliniques et les anticorrélations MPFC-DLPFC et les changements cognitifs, post-rtfMRI. Nous prévoyons : des associations entre 1) des réductions de la connectivité MPFC-PCC et des réductions des scores SIPS, et 2) des augmentations d'anticorrélations MPFC-DLPFC et des améliorations de la MW/attentionnelle dans le groupe rt-NFB réel uniquement (voir PD).

Objectif 3 : Co-localisation des données MRS et IRMf : Mesurer Glu et GABA dans deux VOI sélectionnés et définis individuellement (basés sur les données rs) avant et après rt-NFB dans CHR et HC au départ.

Objectif 4 : (exploratoire) Corréler Glu/GABA (voir Objectif 3 pour les définitions des VOI) avec la connectivité rs et les données cliniques et cognitives, post-rt-NFB. Sur la base de notre PD, nous prévoyons 1) des associations positives entre les niveaux de MPFC GABA et les anticorrélations MPFC-DLPFC, ainsi que des améliorations de la MW/attention. 2) Associations des ratios Glu/GABA avec les réductions de connectivité MPFC-PCC et les réductions des scores SIPS.