Sondaggio della corteccia prefrontale dorsolaterale e della rete esecutiva centrale per migliorare la neuromodulazione nella depressione

C'è un bisogno critico di trattamenti più efficaci per la depressione, che attualmente colpisce il 20% degli americani durante la nostra vita. I trattamenti di stimolazione cerebrale, inclusa la stimolazione magnetica transcranica ripetitiva (rTMS), rappresentano la prima linea di approcci innovativi mirando direttamente e correggendo specifiche reti cerebrali disfunzionali. Una rete centrale disfunzionale nel disturbo depressivo maggiore è la rete esecutiva centrale fronto-parietale (CEN), una rete critica per il processo decisionale e il controllo cognitivo. Il CEN include la corteccia prefrontale dorsolaterale (dlPFC), l'obiettivo del trattamento rTMS approvato dalla FDA per la depressione. Si ritiene che rTMS al dlPFC migliori la depressione modulando l'eccitabilità locale del dlPFC e migliorando la connettività CEN a valle. Tuttavia, la nostra capacità di sondare il CEN e studiare questo potenziale meccanismo su base individuale è gravemente carente, contribuendo probabilmente a tassi di remissione rTMS non ottimali (20-40%). Ipotizziamo che la connettività CEN sia indebolita nella depressione e possa essere modulata al massimo individuando la localizzazione.

Per testare questa ipotesi, in un singolo disegno rTMS 'dose', prospettico, randomizzato, in doppio cieco, cross-over con 50 pazienti depressi, confronteremo in modo prospettico la forza, la durata e la specificità della modulazione CEN dopo una singola sessione di dlPFC rTMS. Questi partecipanti avranno 18-65 anni e richiedono un'attuale diagnosi di disturbo depressivo maggiore valutata da Intervista clinica strutturata per DSM5 (SCID-I62), con un PHQ9> 10. I criteri di esclusione includono le controindicazioni per la risonanza magnetica (ad es. metallo impiantato), anamnesi di trauma cranico con perdita di coscienza, anamnesi di convulsioni, malattie neurologiche o mediche incontrollate, abuso di sostanze attive, anamnesi di tentato suicidio nell'ultimo anno, disturbi psicotici o bipolari, anamnesi precedente di fallimento dell'ECT ​​o della rTMS e farmaci che riducono sostanzialmente la soglia convulsiva (ad es. bupropione, clozapina).

Dopo la sessione diagnostica, i partecipanti saranno sottoposti a una sessione di risonanza magnetica di 30 minuti per registrare i dati strutturali del cervello. Per le sessioni successive, dlPFC sarà mirato per ogni sessione utilizzando metodi diversi e 10Hz dlPFC rTMS sarà applicato guidato da (a) targeting CEN individualizzato, (b) risonanza magnetica strutturale, (c) targeting standard del cuoio capelluto. Per ogni condizione, verrà eseguita una singola sessione di rTMS a parametri standard (10Hz, 5s on, 10s off, 3.000 impulsi totali, durata 15 min) e i cambiamenti nella connettività CEN saranno quantificati utilizzando TMS parietale pre/post dlPFC-stimolato- potenziali evocati (TEP). Il dlPFC sarà mirato per rTMS utilizzando tre metodi: (a) guidati da MRI con ottimizzazione CEN individuale utilizzando TEP, (b) guidati da MRI da soli e (c) targeting standard del cuoio capelluto (metodo Beam F399). Inoltre, verrà applicata una quarta sessione di sham rTMS per controllare gli effetti fuori bersaglio. Ipotizziamo che mentre ogni metodo rTMS attivo (condizione a-c) sopprimerà la p30 del TEP nel CEN, la localizzazione CEN ottimizzata utilizzando i singoli TEP (condizione a) indurrà il cambiamento più forte e specifico nel CEN per la durata più lunga. Il nostro risultato primario sarà la modulazione CEN p30 parietale direttamente dopo rTMS. Gli esiti secondari valuteranno i cambiamenti della p30 parietale nel nodo parietale del CEN durante la rTMS (quantificando la p30 dopo l'ultimo impulso in ciascun treno di stimolazione) così come 15 e 30 minuti dopo la rTMS. Valuteremo anche i cambiamenti comportamentali pre/post rTMS nell'attenzione con un compito di prestazione continua standard e la memoria di lavoro utilizzando un compito N-back, entrambi implicati nel CEN e nella depressione100,101. Le sessioni rTMS saranno in triplo cieco per operatore, partecipante e statistico. Le sessioni rTMS saranno separate da almeno due giorni per rimuovere potenziali effetti duraturi> 24 ore e l'ordine delle sessioni rTMS sarà randomizzato e controbilanciato per ridurre qualsiasi potenziale bias.

I risultati di questo studio forniranno la base per uno studio clinico che confronta i risultati del trattamento rTMS utilizzando questo approccio di targeting personalizzato rispetto a rTMS standard.