RTMS ottimizzato a circuito chiuso per la depressione

Quasi il 50% di tutti gli americani soffrirà di un disturbo di salute mentale durante la propria vita. I trattamenti di stimolazione cerebrale, inclusa la stimolazione magnetica transcranica ripetitiva (rTMS), sono sempre più utilizzati per normalizzare i circuiti cerebrali disfunzionali in questi disturbi. Meccanicisticamente, si pensa che rTMS funzioni modificando la forza sinaptica dei neuroni, chiamata plasticità cerebrale. Nonostante la varietà di disturbi presi di mira e la significativa eterogeneità tra i pazienti, la rTMS è attualmente applicata in modo unico (senza alcuna ottimizzazione individuale del modello di stimolazione) e ad anello aperto (programma fisso del modello di stimolazione, senza misurazione o regolazione durante rTMS). Riteniamo che il tasso di risposta di rTMS per la depressione, che attualmente è <50%, possa essere migliorato attraverso la stimolazione cerebrale personalizzata che migliora il coinvolgimento del target e massimizza la plasticità. Per personalizzare la stimolazione cerebrale, è necessario (1) misurare e monitorare i cambiamenti cerebrali in tempo reale; (2) determinare i modelli di stimolazione ottimali per indurre cambiamenti cerebrali; (3) sviluppare trattamenti adattivi per guidare i cambiamenti desiderati a livello specifico del singolo paziente nel tempo. Tale personalizzazione della stimolazione cerebrale aumenterà la nostra comprensione meccanicistica della plasticità cerebrale per migliorare l'efficacia nei non responsivi ai trattamenti standard.

Gli obiettivi principali del mio programma di ricerca sono (1) scoprire biomarcatori cerebrali che predicono la progressione verso la remissione clinica e (2) sviluppare algoritmi di trattamento a circuito chiuso che ottimizzino questi biomarcatori e migliorino i risultati clinici. Ci concentreremo sulla depressione in quanto è la principale causa di disabilità in tutto il mondo e i farmaci sono inefficaci o non tollerati per quasi la metà di questi pazienti. Sfruttando il mio lavoro precedente, proponiamo tre fasi di sviluppo della stimolazione cerebrale personalizzata utilizzando singoli impulsi di TMS combinati con l'elettroencefalografia (TMS-EEG) per generare una misurazione causale dello stato cerebrale che può essere facilmente tradotta in clinica. Il biomarcatore di gravità della depressione TMS-EEG che ho scoperto di recente si verifica 30 millisecondi dopo la somministrazione di un impulso di test TMS (p30) nella rete fronto-parietale (FPN), una regione implicata nella depressione. Il grado di soppressione di questo segnale p30 ha predetto l'esito clinico nei pazienti depressi dopo il trattamento con rTMS. Inoltre, una singola sessione di stimolazione è stata sufficiente per sopprimere la p30 durante e per 30 minuti dopo la stimolazione. Questo lavoro indica che la soppressione di p30 può essere monitorata in tempo reale e ha il potenziale per supportare l'ottimizzazione del trattamento empirico.

I risultati di questo studio forniranno la base per uno studio clinico randomizzato in doppio cieco di rTMS a ciclo chiuso rispetto a rTMS standard.