大うつ病性障害（MDD）における経頭蓋磁気刺激中の塩酸シタロプラム静脈内（IV）投与の効果

反復経頭蓋磁気刺激 (rTMS) は、大うつ病性障害 (MDD) の治療法としてますます一般的になってきています。 最も一般的な治療標的である背外側前頭前野 (DLPFC) に適用される rTMS は、この領域のニューロンの興奮性を変化させるようです。 rTMS は、DLPFC に接続されている脳回路の機能も変化させます。 この出願は、MDD を重要なトランスレーショナル モデルとして使用し、これらの回路変化の根底にある作用機序 (MOA) を解明するための革新的なアプローチを提案します。

rTMS の 1 つの形式であるシータバースト刺激 (TBS) は、皮質の興奮性に特に強い影響を及ぼします。左 DLPFC (iTBS) での断続的なパルスは興奮性を高めますが、右 DLPFC (cTBS) での連続的なパルスは興奮性を低下させます。 DLPFC に TBS を適用すると、前帯状皮質、内側前頭葉、眼窩前頭葉皮質 (ACC、MFC、OFC) との機能的接続が変化します。ただし、接続におけるこうした変化の根底にある MOA は完全には理解されていません。 パイロットデータは、局所興奮性の変化が機能的結合性の変化とMDDに対するTBSの治療効果の根底にあるという仮説を検証する、より大規模な補助金申請のために取得される予定である。

皮質興奮性の TBS 調節は、古典的な抗うつ薬の重要な標的でもあるセロトニン作動性 (5HT) 神経伝達物質系によって調節される可能性があります。 研究者らは、広く使用されている臨床抗うつ薬である5HT輸送阻害剤シタロプラム（CIT）を使用して、機能的結合のセロトニン作動性調節と興奮性の神経生理学的測定を調査する予定である。

塩酸シタロプラムの静脈内投与は、欧州大陸のほとんどの地域で 30 年以上にわたり、治療抵抗性の大うつ病や不安障害の患者に処方されてきました。 米国では、ヒトの神経化学を研究するための治験薬として、またうつ病性障害の臨床試験として広く使用されています。 ピッツバーグ大学の IND は、この化合物を研究ツールとして 10 年以上安全に利用してきました (Smith et al., 2009)。

この二重盲検研究では、大うつ病性障害（MDD）と診断された被験者30名を募集します。 被験者は、急性（単回用量）シタロプラム（CIT）40 mg iv 治療またはプラセボに無作為に割り付けられ、平衡を保たれ、2 つの形式の非盲検経頭蓋磁気刺激、すなわち断続的シータ バースト刺激または連続的シータ バースト刺激のいずれかと組み合わせられます。 この研究の評価には、脳スキャン、qEEG 記録、認知および気分スケールが含まれます。 1回のシタロプラム/プラセボ注入と10回のTBS治療が約2週間にわたって施されます。

DSM-V で MDD と診断された 21 歳から 55 歳までの 30 人の被験者が 2 週間の治療研究に登録されます。 ベースラインの診断評価の後、すべての被験者は脳の機能的接続性 (qEEG および fMRI) および構造的接続性 (DTI) の治療前評価を受けます。 その後、CIT またはプラセボ (PBO) の静脈内投与による治療に 1:1 で無作為に割り付けられ、その後、左の iTBS または右の DLPFC (4 セッション) のいずれかによる 2 週間 (10 セッション) の治療に 1:1 で無作為に割り当てられます。治療条件）。 第 2 週の終わりが主要エンドポイントとなります。

高密度の qEEG は、TMS 互換の qEEG を使用して、最初の CIT-TBS 治療セッション全体にわたって記録されます。 これらの記録は、CIT/PBO および iTBS/cTBS 処理による興奮性の変化を評価するために使用されます (つまり、TMS によって誘発された局所平均場パワー (LMFP))。 研究者らは、DLPFCにおける皮質興奮性の変化が5HT神経伝達によって調節されるかどうかを判定する予定である。

次に、機能的接続性の尺度を使用して、DLPFC に関連する大脳辺縁系回路の神経可塑性の変化を、治療前のベースラインから最初の治療後、およびベースラインから主要エンドポイントまで検査します。 qEEG は、信号同期と情報の流れの変化 (つまり、遅延コヒーレンス、グレンジャー因果関係)、および電流源の位置と広がり (LORETA 電流源位置特定) を測定するために使用されます。 fMRI は、安静状態のネットワーク機能 (BOLD 信号) を検査するために使用されます。 研究者らは、最初の治療で測定された興奮性の変化が、最初の治療との接続性の変化と相関するかどうか、また治療の全過程にわたって相関するかどうかをテストする予定です。 相関関係は、興奮性が DLPFC を含む辺縁系回路の機能的接続に化生効果を及ぼす可能性があることを示唆しています。

最後に、研究者は主要評価項目で症状の変化を検査し、興奮性と接続性の変化が症状の改善と相関するかどうかを判断します。 興奮性、即時的および長期的な接続性、症状の改善の変化を総合的に検査することで、TBS の MOA が解明され、治療結果を向上させる戦略につながる可能性があります。

臨床診断と評価。 Mini International Neuropsychiatric Interview (MINI、バージョン 7.0) (http://www.medical-outcomes.com/index/mini7fororganizations) を使用して MDD の DSM-V 診断が確立された 30 人の被験者が登録され、すべての被験者が抑うつ症状を有します。 17 項目のハミルトンうつ病評価スケール [Ham-D17] スコア > 17 (以下 23) で示される少なくとも中等度の重症度を持つ患者が登録されます。 被験者は、TMSを使用した以前の治療研究で採用されたものと同様の方法を使用して臨床評価を受けます（Leuchter et al.、2015）。 被験者は、少なくとも2つの以前の抗うつ薬（Sackeim et al., 1990; Vasavada et al., 2016）で寛解に入ることができず、脳機能に重大な影響を与えることが知られている薬物療法を少なくとも10日間服用していなかった必要があります。登録（5週間の休薬が必要となるフルオキセチンを除く）（Vasavada et al.、2016）。 現在の他の主要な軸 I の気分、不安、精神病性障害、全身疾患に続発するうつ病、または物質誘発性疾患に関する DSM-V 基準を満たす場合、被験者は除外されます。 また、現在自殺の意図や計画がある場合、過去6か月以内の薬物乱用や依存症の病歴（ニコチンとカフェインを除く）、双極性障害や精神病性障害（生涯）、摂食障害（現在または過去にあった場合）も対象者から除外されます。強迫性障害（生涯）、心的外傷後ストレス障害（PTSD、現在または過去1年以内）、研究介入の実施を禁忌、または研究結果の解釈を複雑にする医学的または神経学的疾患、または埋め込み型医療機器を装着しているMRI や TMS 治療を禁忌とする金属が体内にある (Leuchter et al., 2015)。 以前にIVシタロプラムの投与歴がある場合も対象から除外されます。 現在妊娠している女性、医学的に許容される避妊手段を使用していない女性、または授乳中の女性は除外されます。 尿薬物スクリーニングが実施され、違法物質のスクリーニングが陽性となった被験者は除外されます。

気分症状は、臨床医の全体的な印象 - 病気の重症度 (CGI-S) および改善 (CGI-I) (Cohen et al., 2014) を使用して、1 回目、2 回目、および 10 回目の治療セッション後に検査されます。うつ病症状の目録 - 自己報告書 (IDS-SR) (Connolly et al., 2012)。自殺念慮の症状は、Columbia-Suicide Severity Rating Scale (C-SSRS) (Cornwell et al., 2012) を使用して評価されます。 研究の開始時と終了時の評価には、Ham-D17 による症状の評価と、生活の質インベントリ (QOLI) による生活の質および機能状態の評価が含まれます (Dandash et al., 2015)。 主要評価項目における治療反応は、Ham-D17 のベースラインから 50% 以上の改善、および最終的な Ham-D17 スコア < 7 として寛解と定義されます。

治療手順 シタロプラム (CIT) およびプラセボ (PBO) の注入。 CIT および生理食塩水 PBO は、確立された臨床手順を使用して静脈内投与されます。 60ccの生理食塩水または生理食塩水PBO中のシタロプラム40mgの単回投与は、ポンプを介して二重盲検条件下で40分間かけて静脈内に送達される。 点滴終了時に採血して、CIT レベルを調べるための血漿サンプルを採取します。 被験者は真夜中以降、または点滴を受ける前に少なくとも 8 時間絶食します。 バイタルサインのモニタリングには、血圧、パルスオキシメトリー、3分ごとの呼吸数の記録、および継続的な心臓リズムストリップが含まれます。 心拍数または血圧がベースラインから 25% を超える増加の変化、または 120 bpm を超える心拍数の絶対増加、または収縮期血圧 ≥ 180 mm Hg または拡張期血圧 ≥ 105 mm Hg が 2 分以上持続した場合、二重盲検注入の即時中止と介入の評価。 同様に、パルスオキシメトリーによる O2 飽和度が 92% 未満に低下した場合は、対象の評価を促し、2 リットル/分、または O2 飽和度を室内空気のベースラインまたは 95% 以上に戻すのに必要な速度で鼻カニューレ O2 の使用を開始します。 医師の研究者は、CIT または PBO 注入を管理し、被験者の評価を実施し、看護スタッフを指示します。 精神状態のモニタリングも二重盲検注入中に行われ、好ましくない行動的または心理的影響がないか評価されます。 被験者は点滴後最大24時間は運転しないよう指示され、処置のためにUCLAまで車で往復する必要がある。

シータバースト経頭蓋磁気刺激 (TBS)。 刺激は、8 の字コイル (幅 14 cm) とピーク磁場強度 2 T を備えた Magstim Rapid2 二相性刺激装置を使用して実行されます。 刺激パーセンテージは、この個々のユニットの最大刺激出力 (MSO) の割合として表されます。 このユニットは、ほとんどの参加者の個人の運動閾値 (MT) の範囲内である 45% MSO 以下の強度でシータバースト刺激パターンを生成できます。 MTを決定するには、ハンドルを後方に向け、矢状正中線から45°の方向を向いて、コイルを左運動皮質の領域の上外側に保持します。 この技術は、中心溝に対してほぼ垂直な電流を誘導します。 右第一背側骨間筋（FDI）は、表面筋電図検査（5000 Hz）で監視されます。 TMS パルスは、FDI から記録された最大かつ最も一貫した運動誘発電位 (MEP) を生成する位置を特定するために、閾値を超える強度でグリッド内に送達されます。 このホットスポットの強度は刺激ごとに 1% ずつ低下します。 FDI を穏やかに活性化する条件下で、10 回の試行のうち少なくとも 5 回で 100 μV を超えるピークツーピーク MEP 振幅を生じる最低強度の刺激を活動運動閾値 (AMT) として定義します。 次に、TBS 強度を 120% AMT に設定します。

TBS は、50 Hz で与えられる 3 つの TMS パルスで構成され、この 3 つのパルスが 5 Hz の周波数 (200 ミリ秒ごと) で繰り返されます (Huang et al.、2005)。 10 秒ごとに繰り返される 2 秒のトレインの iTBS パラダイムに従って、1800 パルスの cTBS が右 DLPFC に送達され、同数が左 DLPFC に送達されます。 このパルス数は、2週間の治療後に抗うつ効果があることが示されています(Li et al., 2014)。 左右の DLPFC は、それぞれ F3 および F4 の EEG 電極位置を使用してターゲットとなります。 この磁石配置方法は、DLPFC (つまり、BA46) の X 線撮影で定義されたブロードマン領域 (BA) 上に磁石を配置することと密接な関係があります (Ahdab et al., 2010; Fitzgerald et al., 2009)。 このアプローチは臨床現場で広く使用されており、このプロジェクトの発見を臨床用途に簡単に関連付けることができます。 研究者らは、DLPFC を定義するためのこの確率論的方法により、基礎となる神経解剖学的構造と比較して磁石の配置にある程度のばらつきが生じる可能性があることを認識しています。 ただし、溝および回骨の解剖学的構造には個人差があるため、すべての被験者で特定の BA を確実に特定することは不可能である可能性があり、被験者全体で神経解剖学的ターゲティングを標準化するための「ゴールドスタンダード」方法はありません。 研究者らはすべての被験者から表面電極の位置をデジタル化して取得し、これらの位置はベースライン時および 10 回目の iTBS 治療後に各被験者から得られた構造 MRI 画像と融合されます。 これにより、神経解剖学的コイル配置データをデータ分析の事後共変量として利用できるようになります (下記の MRI-EEG 画像統合を参照)。

神経生理学的記録と分析。 脳波記録。 データは、「eego mylab」TMS 互換 EEG システムを使用して 1000 Hz のサンプリング レートで記録されます (Advanced Neuro Technology [ANT]、オランダ、エンスヘーデ)。 電極は、弾性キャップに取り付けられ、拡張 10-20 システムに従って配置された焼結 Ag/AgCl 電極を備えた 64 電極「WaveGuard」システムを使用して適用されます。 電流ループを防止する電極の材質と形状は、TMS 中の DC シフトを最小限に抑え、入力信号の安定性を最適化するように設計されています。 キャップは各リード線のアクティブシールドを利用して電気ノイズを制限します。 データは、TMS パルスの終了後 10 ms 以内に生理学的ベースライン信号レベルに戻るフルバンド EEG DC アンプを使用して記録されます。 データ収集中にフィルタは適用されず、インピーダンスが 5 kΩ 以下に保たれた共通の平均基準を使用して記録が実行されます。 EOG は、左目の上下に 2 つの電極を配置することによって記録されます。 EEG は、デジタル バンドパス フィルター (バターワース ゼロ位相シフト、0.5 ～ 70 Hz、12 dB/oct、プラス 60 Hz ノッチ) を使用して、BrainVisionAnalyzer2 (BVA2) (BrainProducts GmbH、ドイツ、ギルヒング) でオフライン処理されます。 2 秒のエポック (刺激前期間 100 ミリ秒) へのセグメント化、トレンド除去、およびベースライン補正。 データは最初に、±100μVのピークツーピーク電圧ステップ勾配または持続的な低活性など、前述の半自動アーティファクト除去方法を使用して処理され(Leuchter et al., 2012)、その後、データを除去するために2人の独立した技術者による目視検査が行われます。筋肉、頭、目の動きによるアーチファクトによって汚染されています。 Adaptive Mixture ICA (AMICA) は、まばたきやサッカード、頭皮の筋肉、心電図アーチファクト、ラインノイズなどの脳以外のソースプロセスを分離するためにも使用され、信号対雑音 (アーチファクト) 比を高め、高周波の信頼性を高めます。 （ベータおよびガンマ）周波数分析および脳音源位置特定（Bigdely-Shamlo et al., 2013; Delorme et al., 2011）。

興奮対策。 興奮性は、ローカル平均フィールド パワー (LMFP) およびグローバル平均フィールド パワー (GMFP) 方法を使用して測定されます。 振動電圧振幅は皮質の興奮性を直接反映する主な測定値であるため、EEG フィールド出力の変化は興奮性の変化の主な指標として使用されます。 LMFP は、皮質の任意の領域における TMS 刺激部位の興奮性の尺度として使用できます。 GMFP は、多数の非侵襲性神経調節治療の研究に使用されている全体的な興奮性の尺度です (Casarotto et al., 2013; Chung et al., 2015; Huber et al., 2008; Pellicciari et al., 2013;ロメロ・ラウロ他、2014)。 局所的な刺激を与えた後、興奮性の局所的な変化が全体的な変化を引き起こす可能性があります。その結果、GMFP を使用して LMFP を解釈し、興奮性の局所的な変化が焦点のままであるか、興奮性の全体的な変化の一部となるかを判断できます。 興奮性の測定では、治療セッションの前後 10 分に、単一の TMS パルスが左または右の DLPFC (治療部位と一致する F3 または F4 の電極位置) に送られます。 プロトコールで送達される TBS パルスの数を考慮すると、興奮性の変化は TBS 治療後少なくとも 1 時間は安定したままであると予想できます (Huang et al., 2005)。 パルスは、興奮性に影響を与えないように十分に頻度が低いように、0.25 Hzの周波数で投与されます。 興奮性の判定中、被験者は耳栓を着用し、聴覚誘発電位を抑制するために時変周波数成分でTMS「クリック」を再現するマスキングノイズを再生します。 TEP は、アーチファクトのない有効な 1 回のトライアルを平均し、2 ～ 40 Hz の間でフィルタリングし、TMS パルスの前後でベースライン補正を実行することによって計算されます。 LMFP は、F3 または F4 とその周囲の 4 つの電極から平均化された TEP の振幅から計算され、GMFP は 64 個の電極すべてから計算されます。 GMFP および LMFP は、パルスの終わりから 400 ミリ秒 (つまり、0 ～ 30 ミリ秒、30 ～ 60 ミリ秒、60 ～ 90 ミリ秒など) の範囲の TMS パルスに続く 30 ミリ秒の時間ウィンドウで計算されます。その後の興奮性の変化を検出することができます。 初期の時点 (< 90 ミリ秒) は LMFP を評価するために使用され、後の時点は GMFP を評価し、変化した興奮性を他の皮質領域に広げるために使用されます。

神経生理学的活動の地域的な測定。 灰白質構造内の電流源密度 (CSD) は、eLORETA (正確な低解像度脳電磁トモグラフィ) 法 (http://www.uzh.ch/keyinst/loreta.htm) を使用して計算されます。 (リーマン他、2014)。 eLORETA は、局所的な神経生理学的活動 (電流源密度、つまり CSD) を頭皮電位の線形加重合計として計算します。 eLORETA を使用した CSD 測定は、神経生理学的活動の皮質ソースとして検証されており、頭皮 EEG 測定に固有のソース位置特定の曖昧さと基準依存性を回避します (Lehmann et al., 2014; Pascual-Marqui et al., 2011) ）。 この方法は、電極座標を備えたモントリオール神経研究所 (MNI) 空間内の 6239 個の皮質ボクセル (海馬および扁桃体を含む) (空間解像度 5 mm) のそれぞれにおける CSD で構成される 3 シェル球状頭部モデル内の発生源の最も滑らかな分布を特定します。球面形状と現実的な頭部形状の間の相互位置合わせに従って割り当てられます (Towle et al., 1993)。 報告されているブロードマン領域は、タライラック空間と一致するように補正された MNI 空間を利用しています (Brett et al., 2002)。 関心領域（ROI）は、我々の以前の研究と広範な文献（Arns et al.、2015; Korb et al. 、２００８；Ｋｏｒｂら、２００９；Ｋｏｒｂら、２０１１；Ｗｈｉｔｔｏｎら、２０１６）。

神経生理学的接続性の測定。 研究者らは、ベースラインと神経生理学的接続の変化を調べるために、1 つの主要な神経生理学的測定と、二次 (探索的) 測定としていくつかの補完的な手法を使用します。 CSD データに基づく主要な接続性測定は、皮質内信号源モデリング技術 (Lehmann et al., 2014; Pasi et al., 1989) に基づく「遅れた」コヒーレンス (ゼロ位相角を省略) を使用して検査されます。 研究者らは、BA と皮質下確率アトラスに基づいて PFC、海馬、扁桃体全体の皮質 ROI を特定し、ROI に割り当てられたボクセルに eLORETA オプション「最も近いすべてのボクセル」を適用します。 研究者は、eLORETA によって高いアクティビティを示すと特定された ROI を使用して、接続性分析のシードを作成します。研究者らは、主に関心のあるROIは、OFC、MFC、ACC、海馬、島など、大脳辺縁系のDLPFCと強いつながりを持つROIになると予想している。 遅延コヒーレンスは、神経生理学的接続の 2 つの主要な要素 (瞬間的コヒーレンス) と遅延コヒーレンス (遅延コヒーレンス) の 1 つを表します。 遅延コンポーネントは生理学的時間遅延によって媒介され、接続への瞬間的な影響は排除されます。 この方法は、低分解能および体積伝導効果によって混乱されない生理学的プロセス (ゼロではない測定可能な時間遅延) による接続性を選択的に保持します (Lehmann et al., 2014)。

二次対策では、Source Information Flow Toolbox (SIFT) を使用して、電極空間内の接続性と相互周波数結合も検査します (Delorme et al., 2011)。 この方法では、時間変化する (適応型) 多変量自己回帰モデリングを使用して、神経活動のソース間の有効な接続の変動を検出および測定します。 この方法は、有向情報フローの高度な多変量測定 (グレンジャー因果関係モデリングや有向伝達関数モデリングなど) を使用する点で、遅延コヒーレンス法を補完します。 SIFT 関数は、複数の比較を補正するブートストラップ/リサンプリング技術を使用して、さまざまな実験条件間および治療グループ間の有効な接続性の変化を調べるために使用されます。 測定投影 (Bigdely-Shamlo et al., 2013) の拡張である「ネットワーク投影」は、入力を測定するためのペアワイズ接続を使用して実行されます。入力は、双極子の位置をぼかし、接続測定をロードすることによって計算されます。 次に、脳空間は、WFU Pick Atlas (SPM プラグイン) から取得した自動解剖学的ラベリング (AAL) によって提供される 88 の事前定義された解剖学的 ROI にセグメント化されます。 この時点で、すべての被験者は接続性値の 88x88 マトリックスを持っているため、すべての被験者は 7744 (88x88=7744) 通りの有向因果フローの可能な組み合わせを持ちます。 診断条件の差異が計算され、タイプ 1 エラーを制御するために条件ごとにブートストラップ統計が実行されます。

MRIスキャンと分析。 DTI を含む構造および機能 MRI は、UCLA アーマンソン・ラブレス脳マッピング センターにある頭部専用の Siemens Prisma-FIT 3 Tesla スキャナーを使用して取得されます。 このスキャナは、もともとヒューマン コネクトーム プロジェクト (HCP) のために開発されたカスタムメイドの Skyra システムをモデルにした最新の Siemens 3T 製品です。 研究者らは、最適化された HCP プロトコル (http://www.humanconnectome.org/) を利用して、接続データが収集され、進行中の他の NIH のコンテキストで解釈可能な最先端の方法で処理されることを保証します。リサーチ。 合計スキャン時間は約 1 時間です。

構造 MRI (sMRI)。 EEG データとの登録と形態の評価のために、脳全体の構造スキャンが取得されます (MPRAGE、TR=2300 ミリ秒、TE=3 ミリ秒、FOV=256 mm、208 スライス、0.8 ×.8 ×.8 mmボクセル）。 標準化された HCP sMRI プロトコルには、3D T1 および T2 強調 (T1w および T2w) の両方の高解像度スキャンが含まれています。 これらのシーケンスを一緒に分析すると、脳の特徴の自動抽出が向上しますが、T1 スキャンと T2 スキャンの両方を個別に検査することもできます。

拡散テンソル MRI (DTI)。 DTI データの取得は、白質の構造的接続性を測定するために使用されます。 DTI は、98 の直交方向 (TE = 89.2) で b=0 および 1000 s/mm2 の 2 つの拡散強調勾配を使用して取得されます。 ミリ秒、TR = 3222 ミリ秒、FOV=210mm、92 スライス、1.5 x 1.5 x 1.5 mm ボクセル)。 HCP は、HARDI (高角解像度拡散イメージング) も使用します。これにより、線維が交差する領域で線維の方向をマッピングする精度が向上し、確率的トラクトグラフィーで他の画像診断法 (sMRI、fMRI、または脳波）。 これらと同じ取得プロトコルがこのプロジェクトにも使用されます。

安静時 fMRI (fMRI)。 fMRI は、EEG を補完する方法で安静状態のネットワーク機能を特徴付けるために使用されます。 研究者らは、エコー プラナー シーケンス (ボリュームあたり 72 の軸方向スライス、104 × 90 マトリックス [2.0 × 2.0 × 2.0 mm3]) を使用します。 FOV=208mm、TE=33.1ms、 TR = 720ms、FA = 52°、420 ​​ボリューム）、静止状態の BOLD 信号を測定します。 HCP fMRI マルチバンド EPI シーケンスは、優れた空間的および時間的分解能を提供し、解剖学的歪みを補正するための前方-後方および後方-前方位相エンコーディングが含まれています。

MRI画像処理。 研究者らはすでにワシントン大学グループが開発した HCP パイプラインを導入しており、このパイプラインを使用して UCLA で収集された HCP 準拠のデータを処理し、T1w MRI での高品質の組織セグメンテーション、HARDI を使用した白質トラクトグラフィー、およびfMRI。 各パイプラインについては、以下で個別に説明します。

構造MRI。 3 つの HCP パイプラインが sMRI (T1w および T2w) データに適用されます。 PreFreeSurfer パイプラインは、T1w および T2w イメージを登録し、バイアスフィールド補正を実行し、これらのイメージを MNI 空間に正規化します。 FreeSurfer パイプラインは、組織をセグメント化し、皮質表面を再構築し、画像を標準のボリュームおよび表面アトラスに位置合わせする FreeSurfer の reconall パイプラインを再作成します。

DTI。 拡散前処理パイプラインは、実行全体での b0s の強度の均一化、EPI と渦電流歪みの除去、動きと勾配の非線形性の補正、T1w 画像への位置合わせなど、FSL を使用した標準的な前処理ステップを実行します。 研究者は、BrainSuite とその BrainSuite 拡散パイプライン (BDP) (http://brainsuite.org) を使用して後処理を実行します。 これにより、ODF データを使用して決定論的なトラクトグラフィーを計算し、脳全体の拡散路を生成できるようになります。 次に、研究者は、平均異方性率 (FA)、平均拡散率 (MD)、動径拡散率 (RD)、および解剖学的 ROI (うつ病に由来する路を含む、うつ病に関連する特定の回路) を接続する白質経路に沿った路の数を計算します。亜属の ACC および DLPFC）。

安静状態のfMRI。 機能データの前処理プロトコルには 2 つのパイプラインが含まれています。 1 つ目の fMRIVolume は、標準的な手順の中でもとりわけ、画像の空間歪みと動きを補正し、T1w 画像に位置合わせし、被写体の動きを補正します。 fMRISurface パイプラインは、被験者間の比較と分析を容易にする「グレー座標」システムへのマッピングを含め、fMRI Volume の出力を皮質表面に合わせます。 研究者らは、被験者間の空間的差異に敏感な新しい方法を使用して、安静状態の fMRI 後処理を実行します。 脳ネットワークのグラフ理論分析では、研究者らは、ICAによって計算された独立成分と、デストリーアトラスに基づく構造ROIをノードとして使用し、成分の各ペア間の接続関係を偏相関分析によって評価します。 脳ネットワークは、1) ノード次数、次数分布、および同類性を含むネットワークのトポロジーを定量的に記述するために、隣接行列から計算されたネットワーク パラメータによって特徴付けられます。 2) クラスタリング係数とモチーフ。 3) 経路長と効率。 4) 接続密度またはコスト。 5) ハブ、中心性、堅牢性。 5) モジュール性。

MRI-EEG画像統合。 TBS が MRI 空間に送達される F3 電極頭皮部位の位置を特定するため、また EEG データセットと MRI データセットを完全に統合するために、研究者は Advanced Neuro Technology Xensor 3D 電極デジタイザー システム (ANT Neuro ; エンスヘーデ、オランダ)。 このシステムは、反射マーカーを備えたデジタル化ワンドと赤外線カメラを使用して、各参加者の 64 個の EEG 電極すべてと 3 つの主要基準点 (ナジオン、左右の耳介前点) の 3D 位置を 10 分以内に特定します。 3D デジタル化された位置は、モントリオール神経研究所 (MNI-Colin27) のテンプレート脳 (カナダ、モントリオールのモントリオール神経研究所) に同時登録されます。 URL www.bic.mni.mcgill.ca/brainweb)。 電極の位置を Visor 2.0 ニューロナビゲーション システム (ANT Neuro、オランダ、エンスヘーデ) で使用して、各個人の TBS 中に実際に使用された刺激ターゲットと関連する頭皮部位を視覚化できます。 各被験者の生の MRI 画像を Visor ソフトウェアにロードした後、MNI 座標を使用して、F3 刺激部位と DLPFC ターゲットの関係、および個々の電極と基礎となる神経解剖学的構造の関係を特定できます。