Déchiffrer les principes de la dynamique du réseau sous-jacent à la gravité des symptômes de dépression à partir d'enregistrements intracrâniens de plusieurs jours chez les patients souffrant de dépression majeure

Arrière-plan:

La dépression majeure (TDM) est une cause invalide dans le monde, avec des taux élevés de résistance au traitement. Cela parle fortement de la nécessité d'améliorer notre compréhension des causes et de la neurobiologie sous-jacente de cette condition afin que nous puissions développer des traitements améliorés. Notre compréhension actuelle du MDD est assez limitée. Cependant, les preuves disponibles indiquent un dysfonctionnement dans les réseaux de neurones distribués, une perspective cohérente avec l'hétérogénéité étiologique et diagnostique de ce trouble. Bien que l'imagerie et l'électroencéphalographie (EEG) aient aidé à identifier les circuits de TDM, aucun consensus n'a été atteint sur l'identification des biomarqueurs diagnostiques. De plus, la dynamique des circuits de TDM par rapport à la gravité des symptômes est inconnue. Qu'il y ait des signatures neurales de circuits qui définissent les états de gravité des symptômes du MDD et la mesure dans laquelle ces circuits sont modifiables en utilisant une stimulation électrique directe sont des questions sans réponse essentielles pour l'avancement thérapeutique.

L'EEG intracrânien (IEEG) propose une méthode prometteuse à haute résolution pour étudier les fondamentaux du réseau et aider à élucider le dysfonctionnement neuronal sous-jacent au MDD. Pour la première fois, nous avons la possibilité d'utiliser cette technique pour étudier les circuits du TDM chez les patients participant à un essai clinique de neurostimulation réactive personnalisée pour la dépression résistante au traitement (Presidio). Au stade 1, les participants sont implantés avec 160 électrodes sur 10 sites cérébraux pendant 10 jours pour cibler le placement du site cérébral des courses chroniques de stimulation cérébrale profonde au stade 2. Cette étape offre l'occasion unique d'étudier les principes des circuits du MDD à partir de structures cérébrales corticales et profondes sur une période de plusieurs jours. La présente étude capitalise sur cette opportunité. Il s'agit d'une étude auxiliaire à l'essai Presidio où nous aurons l'occasion d'effectuer un ensemble d'expériences qui établissent les principes de base de la dynamique du réseau sous-jacent à la TDM des enregistrements neuronaux directs.

Ce projet est organisé autour du concept principal que le dysfonctionnement du circuit cérébral se reflète dans des signatures anormales de connectivité fonctionnelle et d'activité rythmique en champ local. L'objectif primordial est d'établir un concept de preuve de deux principes fondamentaux de la fonction du circuit dans la dépression: i) que les caractéristiques du circuit sont liées à la gravité des symptômes de MDD, et ii) que la perturbation avec une stimulation électrique focale peut modifier de manière aiguë ces circuits. Notre justification de cette étude est basée sur: 1) les travaux préliminaires, dans lesquels nous avons identifié un ensemble de caractéristiques de connectivité et d'activité qui étaient prédictives d'un diagnostic de dépression comorbide chez les patients atteints d'épilepsie; 2) les travaux publiés de notre groupe qui ont trouvé une stimulation ciblée modifient de façon aiguë l'humeur et le pouvoir spectral sur un large réseau chez les patients atteints d'épilepsie; et 3) les données pilotes pour cette proposition dans lesquelles nous établissons la preuve de concept que les états de gravité des symptômes de MDD peuvent être définis à l'aide d'une version à 6 questions de l'échelle d'évaluation de la dépression de Hamilton (HAMD6). On ne sait pas si les caractéristiques du circuit identifiées dans une population d'épilepsie sont généralisables aux patients atteints de TDM en l'absence d'épilepsie, et la manière dont ces caractéristiques neuronales varient avec les états des symptômes - des questions que nous pouvons répondre dans cette proposition. Nous émettons l'hypothèse qu'un ensemble de caractéristiques de connectivité et d'activité neuronales caractérisera les états de gravité des symptômes dans le MDD impliquant leur potentiel pour servir de biomarqueur d'état vs trait MDD, et que les caractéristiques du circuit peuvent être modifiées de manière aiguë par la stimulation cérébrale indiquant leur potentiel pour servir de cible thérapeutique.

Objectifs:

1. AIM 1. Développement des biomarqueurs: caractériser le modèle de connectivité et d'activité du réseau associés à la gravité des symptômes. L'objectif de cet objectif est d'établir une preuve de concept selon lequel les caractéristiques du circuit sont liées à la gravité des symptômes des troubles dépressifs majeurs (MDD). Notre hypothèse de travail est que l'activité spectrale et la connectivité à l'intérieur et à travers l'amygdale, l'hippocampe, le SGC, l'OFC et le VC captureront la majorité de la variance de la gravité des symptômes du MDD. La justification de cet objectif est un travail préliminaire qui implique des caractéristiques du circuit corticolimbique dans les biomarqueurs de diagnostic dans le MDD, et nos données pilotes montrant des caractéristiques prédictives de l'état des symptômes.
2. AIM 2. Changement aigu avec la perturbation du circuit: caractériser la capacité de brèves périodes (2 à 10 min) de stimulation électrique ciblée pour modifier de manière aiguë la connectivité et l'activité. L'objectif de cet objectif est d'établir une preuve de concept que la stimulation électrique ciblée peut modifier de manière aiguë l'activité du circuit et les caractéristiques de connectivité indiquant leur potentiel pour servir de cibles de thérapie. Notre hypothèse de travail est que les propriétés théoriques graphiques des nœuds de réseau MDD distingueront leur capacité à affecter la connectivité et l'activité du réseau après la stimulation. La justification est un travail de notre groupe qui a trouvé la stimulation des cibles corticolimbiques de la puissance spectrale modifiée à travers un réseau, et que les propriétés nodales exercent des effets prédictifs de la stimulation sur les réseaux dans l'épilepsie. Un nœud avec un extérieur élevé est un centre d'influence du réseau élevé et pourrait indiquer une bonne cible de traitement. En revanche, un nœud avec un indegree élevé suggère une région qui est influencée par la stimulation dans d'autres régions et peut jouer un rôle dans la détection des signatures neuronales modifiables du MDD.