うつ病におけるマインドワンダリングのニューロモジュレーション

デフォルト モード ネットワーク (DMN) は、構造的および機能的に接続された脳領域のネットワークであり、「パッシブ」状態で最初に特定されました。 最初の発見以来、DMN の概念化は時間の経過とともに進化してきました。 DMN は現在、自発的で自己生成された思考 (すなわち、 過去、未来、他者との関係において自分自身について考えること。 DMN の認知への関与を考慮して、研究者は大うつ病性障害 (MDD) などの認知問題に関連する精神障害における DMN の役割を調査しました。

MDD は、人々が持続的な否定的な気分や興味や喜びの喪失、無価値感や罪悪感、および/または自殺念慮を経験する気分障害です。 文献の大部分は、現在うつ病の人が安静時のDMN安静時機能的結合性を高め、負の刺激を処理する際にDMN活性化を高めていることを示唆しています。 研究者は、この DMN 活動亢進は、うつ病の人が不適応なマインドワンダリングなどの否定的な認知に従事する傾向を反映していると示唆しています。 個人がタスクに集中することになっている場合のタスクに関係のない思考) および反芻 (つまり、 否定的、反復的、自己中心的な思考)。 一般に、マインドワンダリングは不幸と関連しています。 反芻は、現在のうつ病エピソードの維持に関連しており、将来のうつ病エピソードの予測因子です。 したがって、DMN活動の調節を介してこれらの形態の否定的な認知を変更することは、MDDを持つ個人にとって有益である可能性があります.

DMN 活動を調節する 1 つの方法は、脳刺激を使用することです。 調査員は以前、DMN 脳領域の経頭蓋直流刺激 (tDCS) を使用して、コミュニティ サンプルの気まぐれな行動を小さくても大幅に減少させました。 ただし、tDCS は空間特異性が低く、神経画像は、tDCS が実際に DMN 活動の変化を介して気まぐれに変化しているかどうかを判断するために使用されませんでした。 低強度集束超音波脈動 (LIFUP) は、経頭蓋磁気刺激 (TMS) や tDCS などの他の非侵襲的脳刺激法とは異なり、高い空間特異性を持つ新しい非侵襲的脳刺激法です。 具体的には、LIFUP は、直径数ミリメートルの脳領域に音響エネルギーを届けることができます。 この方法は視床に適用され、最小意識状態の患者に意識を回復させ、研究者は、扁桃体、腹側線条体、および嗅内皮質に適用される複数の IRB 承認研究でこの方法を使用してきました。

具体的な目的:

この提案された研究の具体的な目的は、うつ病における否定的な認知の変化におけるLIFUPの実現可能性と治療の可能性を調査することです。 具体的には、研究者は、DMN 活動を調節することで、不適応なマインド ワンダリングを変えることができるかどうかを研究します。 研究者らは、主要なDMN結節である後帯状皮質（PCC）のダウンモジュレーションが、認知感情課題中のDMN安静状態の機能的結合性、灌流、および活性化を減少させるという仮説を立てています（後述）。 研究者はまた、PCC の DOWN 変調はマインドワンダリングの減少とマインドフルネスの増加に関連すると仮定しています。 最後に、研究者は、PCC の UP 変調については逆のことが当てはまるという仮説を立てています。

被験者の選択:

18 ～ 64 歳の 20 人の参加者 (n = 40 人の健常者、n = 40 人の MDD 患者) が募集されます。 適格性を判断するために、DSM-5 障害の構造化臨床面接調査バージョン (SCID-5-RV)10 が使用されます。

被験者登録:

参加者は、MGH での電子メール通知、大学の Web サイトへの投稿、MGH およびコミュニティ (コミュニティ センター、公共図書館、コーヒー ショップ、レストラン、コイン ランドリーなど) に掲示されるチラシ (添付のチラシを参照) を通じて募集されます。 適格性のさらなる評価に時間を費やす前に、被験者が包含および除外基準を満たす可能性を効率的に確認するために、電話によるスクリーニングが行われます。

プロトコル手順を実行する前に、インフォームド コンセントを取得します。 インフォームド コンセント文書は、研究参加のリスクと利点を被験者に簡単な言葉で説明するために使用されます。 研究の性質は、PI、共同研究者、または特別に訓練された研究スタッフによって被験者に十分に説明されます。 被験者は、研究への参加に関する質問をすることが奨励され、被験者は、研究への参加を検討し、家族または医師と相談するために必要と感じるだけの時間をかけてもよい. この研究への参加は任意であり、被験者はいつでも研究から脱退することができます。 IRB が承認したインフォームド コンセント文書は、被験者と同意を得た人物によって署名され、日付が付けられます。

研究手順:

研究情報を提供し、IRB が承認したインフォームド コンセントを得た後、参加者は 5 つの異なる日に最大 5 回の研究訪問を完了します。

訪問 1 (最大 1 時間):

健康なコントロールとして採用された参加者には、参加者に現在または過去に精神障害の病歴がないかどうかを判断するために、SCID-5-RV が投与されます。 MDDの個人として募集された参加者の場合、参加者が現在のMDD診断の基準を満たしているかどうかを判断するためにSCID-5-RVが投与されます。 参加者は、上記の基準を満たさない場合、さらなる研究手順から除外されます。

訪問 2 (最大 1 時間):

参加者は、抑うつ症状、不安、マインドフルネス、および反芻を評価するアンケートに記入します。

アンケートを完了した後、参加者は MRI スキャナーで実行する認知タスクを練習します。 参加者は、自己帰属タスクを完了します (Ghaznavi、Chou、Dougherty、および Nierenberg、2023)。 参加者は一連の特性形容詞を見て、その性格特性が自分に当てはまるかどうかを判断するよう求められます (つまり、 「私」または「私ではない」を示すボタンを押します）。 このタスクは、双極性障害における認知と DMN 活性化を評価するために私たちの研究室で使用されています。

練習用コンピュータ タスクを完了した後、参加者は MR スクリーニング安全フォームに記入します。 参加者に MRI 禁忌がないことを確認した後、Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging で 3 テスラ Siemens MRI スキャナーを使用してスキャンされます。 ベースラインでは、T1 MEMPRAGE 構造スキャン、血液酸素レベル依存 (BOLD) 安静状態スキャン、動脈スピン標識 (ASL) スキャン、およびタスクと組み合わせた BOLD 機能的 MRI スキャン (上記) を収集します。 その後、参加者は MRI スキャナーを終了し、タスク中の気まぐれな考えについて遡及的に報告するよう求められます。 参加者は、この訪問中にLIFUPを受け取りません。

訪問 3 および 4 (それぞれ最大 3.5 時間、1 週間間隔):

訪問 3 と 4 で、参加者は同じアンケートに回答します (訪問 2 で説明)。 LIFUP の主観的な体験と気分への影響を評価するために、参加者は、ビジュアル アナログ スケールでネガティブな気分とポジティブな気分を評価し、LIFUP 後に 11 因子の意識変化アンケート (ASC) に回答します。

参加者は、同じ MRI シーケンスで再度スキャンされ、訪問 2、LIFUP 前後で説明されている同じコンピューター タスクを完了します。

LIFUP 超音波処理:

参加者には、LIFUP デバイスである BX Pulsar 1002 (BrainSonix Corporation) が装着されます。 トランスデューサーは、ランドマークを使用して頭に配置され、訪問 2 のコンピューター タスク中にアクティブ化された PCC 内のクラスターをターゲットにします。参加者は、アクティブまたは偽の DOWN 変調 (パルス繰り返し周波数 = 10 Hz、パルス-幅 = 0.5 ms、デューティ サイクル = 5%、ISPPA = 14.4 mW/cm2、720 mW/cm2)。 順序は被験者間で相殺されます。 超音波処理は、30 秒オン、30 秒オフ ブロック デザインで、合計 10 分間行われます。 IRB が承認した他の LIFUP 研究 (IRB プロトコル #2019P000562 および IRB プロトコル #2019P001458) で同じ LIFUP パラメーターを使用しており、これらのパラメーターは UCLA および MUSC の他の研究協力者サイトで安全に使用されています。 偽の超音波処理では、超音波が頭蓋骨を通過して脳に到達しないように、超音波を吸収するゲルパッドがトランスデューサーと共に使用されます。 アクティブな超音波処理では、超音波の送信を可能にするゲル パッドがトランスデューサーと共に使用されます。 これらのゲルパッドは同じように見えます。この研究は二重盲検で行われ、研究スタッフはどのゲルパッドが実際の LIFUP と偽の LIFUP に対応したかを知りません。

来院 5 (最長 1 時間、来院 4 から 1 週間間隔):

この訪問中に、参加者は同じアンケートに回答します (訪問 2 で説明)。

生物統計分析:

タスク中の fMRI データは、SPM12 ソフトウェア (Wellcome Department of Cognitive Neurology、ロンドン、英国) を使用して分析されます。 個々のサブジェクト レベルのデータは、スライス タイムで修正され、再調整および歪みが解消され、個人の構造画像に合わせて位置合わせされ、正規化され、平滑化されます。 LIFUP ターゲティングでは、自己判断中に PCC での BOLD 活性化を識別するために、第 1 レベルのコントラスト画像が作成されます。 LIFUP の効果を調べるために、LIFUP の前後のタスク中の BOLD 活性化を比較する第 1 レベルのコントラスト画像が作成されます。 これらのコントラスト画像は、第 2 レベルのランダム効果の柔軟な要因モデルに入力されます。 DMN領域でのBOLD活性化に対する条件（シャム対アクティブ変調）の相互作用によってグループ（MDD対健康なコントロール）があるかどうかを調査します。 ベータ信号値はDMN領域から抽出され、DMN活性化と抑うつ症状、不安、マインドフルネス/マインドワンダリングの行動測定との間に有意な相関関係があるかどうかを調査します.

BOLD 静止状態スキャン データも同様に前処理され、CONN ツールボックスに入力されます。 PCC はシード領域として使用され、個々の被験者ごとに他の DMN 領域とのフィッシャー変換された機能的結合性ベータ値が抽出されます。 反復測定 ANOVA を実施して、DMN 静止状態の機能的接続性に条件相互作用によるグループがあるかどうかを再度調査します。 行動測定との相関関係を調査するために、相関分析も実行されます。

ASL データは、動脈スピン標識 MRI のベイジアン推論を使用して分析されます。 LIFUP前後に対応する灌流マップを互いに差し引いて、アクティブな変調に関連するDMN領域で灌流が減少または増加しているかどうかを判断します。

扁桃体の最近の LIFUP 研究からの最新の統計的検出力分析は、ボクセルベースの分析で統計的有意性 (p < 0.05) を達成するには 40 人の参加者が必要であることを示唆しています。 2 つのグループを比較するための統計的検出力を高めるために、各グループに 40 人の参加者を募集します (合計 n = 80)。