Neurofeedback nella clinica ad alto rischio

L'identificazione di anomalie cerebrali nei pazienti al primo episodio di schizofrenia (SZ) ha fornito la prova che le anomalie correlate alla malattia si sviluppano prima della psicosi e ha contribuito a spostare l'attenzione sull'identificazione di un periodo prodromico prepsicotico ad alto rischio clinico per la psicosi. la meta-analisi ha mostrato che gli individui CHR hanno un rischio elevato di sviluppare psicosi pari all'11% dopo 6 mesi, al 15% dopo 12 mesi, al 20% dopo 24 mesi e al 23% dopo 36 mesi8. Inoltre, il nostro lavoro e altri dimostrano che gli individui CHR mostrano deficit sia nella funzione cerebrale che nella cognizione simili a quelli di SZ 1,8. Questi includono l'iperconnettività della rete in modalità predefinita (DMN), (tra la corteccia prefrontale mediale (MPFC) e la corteccia cingolata posteriore (PCC)) e l'anticorrelazione ridotta MPFC-corteccia prefrontale dorsolaterale (DLPFC: parte di una rete esecutiva centrale (CEN)) in CHR, simili ai risultati riportati in SZ. Questi risultati non solo indicano il modo in cui la funzione cerebrale anormale contribuisce allo sviluppo della SZ, ma motivano anche la ricerca di approcci per alterare la traiettoria della malattia. Pertanto, nella parte R61 della presente domanda, esamineremo l'efficacia della meditazione consapevole aumentata, neurofeedback fMRI in tempo reale (rt-NFB) nel ridurre l'iperconnettività DMN e aumentare le anticorrelazioni MPFC-DLPFC, post-NFB, simili a ciò che abbiamo osservato nella SZ cronica e valutare i livelli di glutammato (Glu) e acido gammaaminobutirrico (GABA) in MPFC, PCC e DLPFC. Nell'R33, testeremo l'efficacia di rt-NFB in un campione più ampio, esamineremo la relazione tra i cambiamenti della rete neurale mediati da rt-NFB e le misure comportamentali (riduzione dei sintomi e miglioramento della memoria di lavoro (WM)/funzione attentiva). Esamineremo anche i cambiamenti a livello cellulare tramite misure di spettroscopia di risonanza magnetica (MRS) di Glu e GABA per arrivare a una comprensione più completa di quali fenomeni cellulari sono alla base di rt-NFB. Questa richiesta si basa su tre fonti di prova: 1. Fogarty Grant (PI: Stone, co-PI: Niznikiewicz, Whitfield-Gabrieli) che mostra l'iperconnettività MPFC-PCC e le sue correlazioni con i punteggi SIPS in CHR (vedi dati preliminari (PD)); 2. Risultati R21 (PI: Niznikiewicz) che mostrano che rt-NFB può ridurre l'attivazione BOLD nel giro temporale superiore (STG) 13 e l'iperconnettività in DMN 14 in SZ, che a loro volta erano associati a una riduzione delle allucinazioni uditive (AH) ; e 3. R61/33 (mPI: Niznikiewicz, Whitfield-Gabrieli)) che ha confermato che rt-NFB può modulare la connettività DMN e l'attivazione STG in SZ con AH. Sulla base del nostro PD e della letteratura esistente, in R61, proponiamo che: 1) rt-NFB diretto al DMN porterà a riduzioni dell'iperconnettività MPFC-PCC e un aumento delle anticorrelazioni MPFC-DLPFC. Per R33 proponiamo 1). confermare questi risultati in un campione indipendente più ampio 2) mostrare che i miglioramenti nell'iperconnettività MPFCPCC e nelle anticorrelazioni MPFC-DLPFC porteranno rispettivamente a miglioramenti nei sintomi clinici e nella cognizione; e 3) i cambiamenti nella connettività dello stato di riposo (rs) saranno correlati ai cambiamenti nei livelli di Glu e GABA, post-rt-NFB, come valutato dai cambiamenti cellulari e di connettività co-localizzati pre- vs post-rt-NFB.

FASE R61: Panoramica: dimostreremo il coinvolgimento del bersaglio cerebrale, ovvero la riduzione della connettività rsMPFC-PCC. Testeremo 40 CHR randomizzati a 1) una sessione di rt-NFB diretta al DMN (real-rt-NFB; N=20) 2) sham-rt-NFB (N=20) (rt-NFB derivato dalla corteccia motoria Attivazione). Testeremo 20 HC come gruppo di confronto di riferimento. La riduzione della connettività rs MFC-PCC nel gruppo rt-NFB reale post-rt-NFB sarà il criterio R61 GO. Raccoglieremo anche dati MRS da MPFC, PCC e DLPFC.

Obiettivo 1: coinvolgimento del bersaglio cerebrale utilizzando rt-NFB. Sulla base del PD, prevediamo una riduzione della connettività rs DMN nel gruppo rt-NFB reale che riceve rt-NFB dal DMN-CEN, ma non nel gruppo rt-NFB fittizio. (Criteri R61 GO).

Obiettivo 2: misurare Glu e GABA (esplorativo) nei voxel di interesse (VOI) MPFC, PCC e DLPFC. FASE R33: Panoramica: In CHR, utilizzeremo uno studio randomizzato, con disegno cross-over parziale: CHR sarà randomizzato a una sessione di rt-NFB reale (N = 30) o a una sessione di rt-NFB fittizia (N = 30), seguito da una vera sessione rt-NFB.; 30 HC verranno scansionati una volta. L'MRS nei due VOI verrà registrato prima e dopo ogni sessione rt-NFB (reale o fittizia). Replicheremo i risultati dell'R61 e li collegheremo ai dati clinici e cognitivi. I criteri R33 GO (per studi futuri): replica dei risultati R61, significative riduzioni dei sintomi clinici relativi alla riduzione della connettività MPFC-PCC e miglioramento cognitivo relativo all'aumento delle anticorrelazioni MPFC-DLPFC, post-rt-NFB.

Obiettivo 1: Replicare l'R61 Obiettivo 1: Prevediamo che rt-NFB diretto da DMN comporterà una riduzione della connettività rs MPFC-PCC e un aumento dell'anticorrelazione MPFC-DLPFC solo nel gruppo rt-NFB reale.

Obiettivo 2: Dimostrare l'associazione tra connettività rs DMN e cambiamenti clinici e anticorrelazioni MPFC-DLPFC e cambiamenti cognitivi, post-rtfMRI. Prevediamo: associazioni tra 1) riduzioni della connettività MPFC-PCC e riduzioni dei punteggi SIPS e 2) aumenti delle anticorrelazioni MPFC-DLPFC e miglioramenti WM/attenzione solo nel gruppo rt-NFB reale (vedi PD).

Obiettivo 3: Co-localizzazione di dati MRS e fMRI: misurare Glu e GABA in due VOI selezionati e definiti individualmente (sulla base di dati rs) prima e dopo rt-NFB in CHR e HC al basale.

Obiettivo 4: (esplorativo) Correlare Glu/GABA (vedere Obiettivo 3 per le definizioni di VOI) con la connettività rs e i dati clinici e cognitivi, post-rt-NFB. Sulla base del nostro PD, prevediamo 1) associazioni positive tra i livelli di GABA MPFC e le anti-correlazioni MPFC-DLPFC e miglioramenti di WM/attenzione. 2) Associazioni dei rapporti Glu/GABA con riduzioni della connettività MPFC-PCC e riduzioni dei punteggi SIPS.