Caratterizzazione della relazione tra il sistema di ricompensa mesolimbico umano e il funzionamento immunitario

Neuromodulazione tramite fMRI Attività di neurofeedback: i soggetti (n=34) parteciperanno a quattro sessioni di fMRI-NF, regolando l'attivazione di tre nodi di ricompensa mesolimbici:

area tegmentale ventrale e striato ventrale bilaterale. Le ROI sono sfere di 5 mm attorno alle attivazioni di picco nel compito del localizzatore funzionale (ritardo dell'incentivo monetario, contrasto dell'anticipazione della ricompensa), all'interno di maschere anatomiche meta-analitiche predifnate delle tre regioni.

maschere anatomiche: VTA (Mesencefalo): -4 -24 -10 *vedi sotto Nac destro: 12 10 -4 Nac sinistro: -10 10 -6 Oldham, Stuart, et al. Mappatura del cervello umano (2018).

* 23/08/22: A causa dei contorni complessi VTA, non è stato limitato secondo Oldham et al come menzionato sopra, ma tramite una maschera VTA più accurata (Murty et al. 2014, NeuroImage). Questo è stato erroneamente escluso dalla preregistrazione originale. È interessante notare che, ad oggi (23/8/22), le analisi del ROI non sono state eseguite.

Vaccinazione contro l'epatite B: i soggetti riceveranno la vaccinazione contro l'epatite B.

Neuromodulazione tramite fMRI Attività di neurofeedback: i soggetti (n=34) parteciperanno a quattro sessioni fMRI-NF, regolando l'attivazione delle regioni che comprendono una delle 4 reti di controllo (sfere di 5 mm attorno alle coordinate MNI):

Motor Imagery (Hétu, Sébastien, et al. Neurosci. & Biobehav Rev (2013)) R. Cervelletto: 32 -62 -28 L. Cervelletto: -32 -56 -30 L. Giro precentrale: -26 -2 58; Immagini uditive (McNorgan, Chris.Front in Human Neurosci 6 (2012)) R STG:64 -30 9 L IFG:-48 24 -5 L giro precentrale: -52 1 47; Elaborazione aritmetica (Arsalidou, Marie e Margot J. Taylor. Nuroimage (2011)) R. SPL: 29 -66 49 L. MFG (dlpfc): -45 32 29 L. precuneus: -28 -71 33; Navigazione spaziale (Kühn, Simone e Jürgen Gallinat. Mappa del cervello umano. (2014)) R. hippocampus 26 -35 -11 L. hippocampus -26 -47 -9 L. Post. cingolato -15 -59 19

Vaccinazione contro l'epatite B: i soggetti riceveranno la vaccinazione contro l'epatite B.

Nessuna manipolazione del cervello (valutazione della risposta immunitaria della storia naturale).

Vaccinazione contro l'epatite B: i soggetti (n=17) riceveranno la vaccinazione contro l'epatite B.

Per misurare i titoli anticorpali nel plasma, verranno prelevati campioni di sangue in quattro punti temporali: prima dell'allenamento del neurofeedback (-14 giorni); prima della vaccinazione contro l'epatite B (giorno 0), 14 giorni e 28 giorni dopo la vaccinazione. La variazione di anti-HBs sarà definita come livelli medi post-vaccinazione (14 e 28 giorni) meno livelli medi pre-vaccinazione (-14 e 0 giorni).

*19.09.22: a causa dell'ampia variabilità nei livelli basali, il cambiamento anti-HB sarà definito come cambiamento di piega tra TP pre e post-vaccinazione, invece di differenze assolute (accecante illeso).

Gli inquirenti prevedono che:

i. Effetto di gruppo semplice: i soggetti del braccio sperimentale (fMRI NF mesolimbico) mostreranno livelli più elevati di cambiamento anti-HBs rispetto sia al gruppo di confronto attivo (fMRI-NF di controllo) sia al gruppo senza trattamento.

ii.Correlazione attivazione mesolimbica-risposta immunologica: l'attività mesolimbica durante l'attività di neurofeedback (tra tutti i partecipanti NF) durante l'ultima sessione predirà i livelli di anti-HBs dopo la vaccinazione.

Per valutare i livelli di citochine (ad es. IL-4, IL-6, TNFalpha, IFNgamma), i ricercatori isoleranno le cellule mononucleari del sangue periferico dal sangue e, utilizzando l'analisi della citometria a flusso, caratterizzeranno il profilo di espressione delle citochine (le intenzioni iniziali dell'utilizzo di ELISA saranno sostituite a causa di test di qualità (accecante illeso) che mostrava segnale debole, 28/12/21). Poiché la semplice pratica di NF può influenzare i livelli di citochine, le citochine saranno valutate in tre punti temporali: prima dell'allenamento NF (-14 giorni), prima della vaccinazione (giorno 0) e 3 giorni dopo la vaccinazione. saranno esaminati l'effetto principale e le interazioni di groupXtime (3X3).

Gli inquirenti prevedono che:

i.Il gruppo del braccio sperimentale mostrerà livelli più elevati di concentrazione di citochine rispetto al gruppo di controllo attivo e al gruppo di storia naturale.

ii.Correlazione attivazione mesolimbica-risposta immunologica: l'attività mesolimbica durante l'attività di neurofeedback (tra tutti i partecipanti NF) durante l'ultima sessione predice i cambiamenti nelle concentrazioni ematiche delle citochine.

I ROI della rete di ricompensa mesolimbica (o reti di controllo) saranno definiti come indicato nella descrizione delle armi *vedi sotto. I voxel CSF saranno esclusi da tutte le ROI. L'outcome sarà misurato per ciascun gruppo sperimentale/sottogruppo di controllo, come il contrasto tra le condizioni di regolazione e quelle di sorveglianza, per ogni corsa NF, ogni sessione (3*4=12 corse).

Per valutare le differenze nell'attivazione della rete di ricompensa meolimbica tra gruppi di controllo sperimentali e attivi, verrà costruito un modello 12 per 2 (runXgroup).

*23/8/22 per sfruttare un'elaborazione offline superiore, i ROI verranno definiti tramite l'analisi di gruppo anziché online dei singoli sottotitoli.

Gli inquirenti prevedono che:

io. Semplici effetti di gruppo durante l'ultima (quarta) sessione NF: i soggetti del braccio sperimentale (mesolimbic fMRI NF) mostreranno una maggiore attività della rete di ricompensa meoslimbica rispetto al gruppo di confronto attivo.

ii. Semplici effetti di apprendimento del braccio sperimentale: un effetto significativo della corsa (tempo) per l'attività della rete di ricompensa mesolimbica del braccio sperimentale.

Per ogni ciclo NF della loro formazione, i soggetti compileranno il MSQ-NF, un questionario che caratterizza le strategie mentali secondo una categorizzazione mentale gerarchica.

Analisi esplorativa: i ricercatori sospettano che le caratteristiche mentali relative alla motivazione e all'elaborazione della ricompensa saranno associate all'attività mesolimbica della ricompensa durante l'allenamento NF e che tali caratteristiche mentali saranno associate agli effetti immunologici post-pratica.

Le misure neurocomportamentali della responsività della ricompensa e dell'anticipazione della ricompensa saranno valutate tramite l'applicazione del compito MID durante la scansione fMRI all'inizio della prima sessione fMRI (per tutti e tre i gruppi di studio).

Gli investigatori intendono esplorare se gli indici neurali e comportamentali dell'anticipazione e del consumo della ricompensa potrebbero spiegare le differenze nelle misure di esito immunologico, come definito sopra (vedi misure di esito primarie).

In particolare, gli investigatori prevedono che:

io. Le risposte BOLD per premiare l'anticipazione saranno positivamente correlate con le misure di esito immunologico - variazione dei livelli di citochine e variazione degli anticorpi anti-HBV (come definito sopra).

Le misure comportamentali di salienza incentivante e motivazione incentivante saranno valutate mediante l'applicazione di EEfRT all'inizio della prima sessione sperimentale (per tutti e tre i gruppi di studio).

I ricercatori intendono esplorare se i punteggi EEfRT potrebbero spiegare le differenze nelle misure di esito del successo immunologico e NF, come definito sopra (vedere misure di esito primarie).

Classificazione dei soggetti come aventi tendenze di avvicinamento/evitamento basata sull'analisi dei cluster K-mean dei punteggi in tre questionari: SPSRQ, TPQ e NEO-ffi.

Gli inquirenti prevedono che:

io. i soggetti con tendenze all'approccio mostreranno attivazioni della rete di ricompensa mesolimbica più forti durante l'attività MID e l'attività NF, rispetto agli evitatori.

ii. Coloro che si avvicinano mostreranno cambiamenti immunologici più elevati, come evidenziato dalle principali misure di esito immunologico, rispetto agli evitatori.

Le scansioni di riposo verranno applicate all'inizio della prima e alla fine della quarta (ultima) sessione di pratica NF, al fine di valutare i cambiamenti funzionali nel circuito di ricompensa mesolimbico dopo l'allenamento NF.

Gli investigatori intendono esplorare se i cambiamenti nella connettività funzionale della rete di ricompensa mesolimbica si verificheranno specificamente nel gruppo mesolimbico fMRI-NF (rispetto al gruppo di controllo fMRI NF).

Un sottogruppo di 30 soggetti arriverà per un'ulteriore sessione di prelievo di sangue tre mesi dopo la vaccinazione, al fine di valutare le differenze a lungo termine nei livelli di anti-HBs.

Analisi esplorativa: verranno esaminate le differenze tra i gruppi e le correlazioni cervello-immuno.

Un questionario di 14 punti (con risposta su una scala di quattro punti che va da "fortemente in disaccordo" a "molto d'accordo") per la stima del grado in cui una persona è in grado di provare piacere o l'anticipazione di un'esperienza piacevole. Il punteggio del questionario è dato dalla somma degli elementi (i punteggi totali variavano da 0 a 14). Un punteggio totale più alto indica livelli più alti di anedonia.

Analisi esplorative: gli investigatori esamineranno se i punteggi del questionario prima della pratica della NF e della vaccinazione, terranno conto delle differenze nell'apprendimento della NF e nelle misure dei risultati immunologici. Inoltre, gli investigatori seguiranno i cambiamenti in questo punteggio lungo l'esperimento al fine di ispezionare la relazione tra esperienza edonica soggettiva e successo/funzionamento immunitario di NF.

Un questionario per valutare la reattività a premi e punizioni. Il questionario comprende 48 domande sì/no suddivise in due scale: sensibilità alla punizione (SP) e sensibilità alla ricompensa (SR). Ogni punteggio di sottoscala è derivato dalla somma dei rapporti.

Analisi esplorativa: gli investigatori esamineranno se il punteggio del questionario durante la prima sessione (prima della pratica NF e della vaccinazione), terrà conto delle differenze nell'apprendimento NF e nelle misure di esito immunologico.

Un questionario con 100 elementi vero/falso per caratterizzare i tre tratti della personalità dell'individuo: dipendenza dalla ricompensa, evitamento del danno e ricerca di novità. Ogni tratto ha 4 sottoscale che si sommano al punteggio del tratto.

Analisi esplorativa: gli investigatori esamineranno se il punteggio del questionario durante la prima sessione (prima della pratica NF e della vaccinazione), terrà conto delle differenze nell'apprendimento NF e nelle misure di esito immunologico.

Le misurazioni dell'HRV vengono effettuate durante le scansioni fMRI in tutte le pratiche NF, al fine di monitorare l'attività del sistema simpatico. Per ogni scansione fMRI, verranno calcolate le misure HRV come la variabilità media e i rapporti di frequenza.

Analisi esplorative: i ricercatori sospettano che il sistema simpatico media la correlazione tra le attivazioni della ricompensa mesolimbica e le misure di esito immunologico (vedere le misure di esito primario 1 e 2). Pertanto, i ricercatori esploreranno il legame tra le misure simpatiche prese a TP4 (prima della vaccinazione) e la correlazione tra le attivazioni mesolimbiche della ricompensa durante la pratica TP4 NF e le misure di esito immunologico sopra descritte.