자폐증 및 아스퍼거 장애가 있는 성인의 마음 이론을 개선하기 위한 rTMS의 사용

자폐증과 아스퍼거 장애는 심각한 사회적, 의사소통 및 행동 이상을 수반하는 평생 신경발달 장애입니다. 사회적 장애는 틀림없이 이러한 장애의 가장 쇠약한 측면이며 성인기까지 지속되어 고용, 교육 및 대인 관계를 포함한 다양한 영역에서 어려움을 야기합니다. 이 손상은 또한 자폐증이 있는 개인의 40%에 영향을 미치는 우울증과 불안을 포함한 추가 정신 건강 문제와 자주 연관됩니다(Stewart, Barnard, Pearson, Hasan, & O'Brien, 2006). 자폐증과 아스퍼거 장애에서 사회적 기능 장애의 근본적인 결함은 "마음 이론"(ToM)의 손상이라고 제안되었습니다(Baron-Cohen et al., 2005).

사회적 인지의 중요한 측면인 ToM은 환경 단서를 사용하여 다른 사람의 정신 상태를 추론하는 능력을 말합니다. 여기에는 다른 개인이 자신과 다를 수 있는 생각, 감정, 의도 및 욕구를 경험한다는 인식이 포함됩니다. ToM은 사회적 기능에 매우 중요하며, 다른 사람의 행동을 예측하고 그들의 관점을 이해함으로써 효과적인 사회적 상호 작용을 촉진합니다.

ToM은 일련의 행동 작업을 사용하여 평가되었습니다. 이러한 작업은 일반적으로 사회적 시나리오를 설명하며 작업의 목표는 캐릭터의 정신 상태의 다양한 측면을 식별하는 것입니다. 점차 연구자들은 다른 개인의 신념, 지식 또는 기억의 추론을 포함하는 인지적 ToM과 다른 사람의 감정 상태를 예측하는 것과 관련된 감정적 ToM을 구별합니다(Shamay-Tsoory & Aharon-Peretz, 2007).

인지적 ToM 측정에는 잘못된 믿음 작업이 포함되며, 이 작업을 성공적으로 완료하려면 다른 개인이 잘못된 믿음(1차 잘못된 믿음)을 가질 수 있고 따라서 자신의 믿음과 다르거나 다른 개인이 잘못된 믿음을 가질 수 있다는 이해가 필요합니다. 제3자의 정신 상태에 대한 잘못된 믿음(2차 거짓 믿음; Harrington, Siegert, & McClure, 2005). 또 다른 인지적 ToM 과제는 인간이 아닌 물체 사이의 상호 작용을 보여주는 일련의 짧은 애니메이션에서 의도를 추론하는 것입니다(예: 기하학적 모양; Castelli, Frith, Happe, & Frith, 2002).

대조적으로, 감정적 ToM 측정에는 "눈 과제"(Baron-Cohen, Wheelwright, Hill, Raste, & Plumb, 2001)가 포함되며, 이는 눈의 표현만을 통해 다른 개인의 감정적 경험을 추론해야 합니다. 눈 작업은 환경 자극에서 다른 개인의 정신 상태를 추론하는 것을 포함한다는 점에서 ToM 측정으로 간주되지만 잘못된 믿음 작업과 달리 중앙 정서적 구성 요소가 있습니다.

ToM의 인지적 측면과 감정적 측면을 모두 포함하는 것으로 생각되는 추가 ToM 테스트는 일련의 맥락 내에서 오류를 인식하는 능력을 평가하는 오류 테스트(Stone, Baron-Cohen, & Knight, 1998)입니다. 사회적 상호 작용을 설명하는 삽화. 이 능력은 두 사람의 정신 상태에 대한 이해를 필요로 합니다. 자신도 모르게 가짜 행동을 저지른 개인(인지 ToM)과 가짜 행동으로 인해 기분이 상하거나 모욕을 당할 수 있는 개인(정서적 ToM)입니다. 따라서 ToM 작업은 모두 다른 정신 상태의 추론과 관련이 있지만 인지 ToM 작업은 다른 사람의 신념에 대한 추론을 필요로 하는 반면 정서적 ToM 작업은 다른 감정에 대한 추론을 필요로 합니다.

ToM의 두뇌 기반은 점점 더 잘 확립되고 있습니다. 인지 ToM 작업을 활용한 최근의 fMRI 연구는 광범위한 전측두엽 활동을 나타냅니다. 여기에는 양측 측두엽과 오른쪽 상측두구(STS)가 포함되며, 이는 각각 기억과 시각적 인식의 역할을 반영하는 것으로 보입니다(Gallagher & Frith, 2003; Schultz & Robins, 2005). 그러나 ToM에 대한 고유한 기여를 반영하는 것으로 생각되는 것은 양측 내측 전두엽 피질 내의 활성화입니다. Gallagher와 Frith(Gallagher & Frith, 2003)는 내측 전전두엽 피질 내의 별개의 영역인 양측 전두부주위 피질(x = 8, y = 54, z = 1)이 ToM 능력에 중요한 영역이라고 제안합니다. 내측 전전두엽 피질이 인지 ToM에 강력하게 관련되어 있는 반면, 정서적 ToM 동안 모집된 신경망은 다소 다르며(상당한 중첩에도 불구하고) 편도체, 안와전두피질 및 복내측 전두엽과 측두엽을 포함합니다. ToM의 최근 병변 연구는 인지 및 정서적 ToM 간의 신경해부학적 분리를 뒷받침합니다(Shamay-Tsoory & Aharon-Peretz, 2007).

자폐증과 아스퍼거 장애에서 손상된 ToM에 대한 실질적인 증거가 있습니다. 이러한 장애를 가진 개인은 인지 및 정서적 ToM 작업 모두에서 지속적으로 지연되거나 손상된 성능을 나타냅니다(Baron-Cohen, Jolliffe, Mortimore, & Roberstson, 1997; Baron-Cohen, Leslie, & Frith, 1985; Kaland, Smith, & Mortensen, 2007 ; Rogers, Dziobek, Hassenstab, Wolf, & Convit, 2007). 실제로 ToM 손상은 자폐증의 핵심 결함이며 특징적인 사회적 및 의사소통 증상의 근저에 있다고 제안되었습니다(Baron-Cohen et al., 1985; Tager-Flusberg, 2001). 자폐증이 있는 개인에 대한 영상 연구는 특히 인지 ToM 작업 중에 내측 전두엽 피질의 활동이 감소했음을 보여줍니다(예: Castelli et al., 2002).

프로젝트에 대한 정당성

손상된 ToM을 포함한 사회적 기능 장애는 틀림없이 자폐증 및 관련 장애의 가장 쇠약한 측면입니다. 현재 자폐증과 아스퍼거 장애에서 이러한 사회적 결함을 목표로 하는 치료 옵션은 거의 없습니다. 자폐 스펙트럼 장애의 유병률 증가(Chakrabarti & Fombonne, 2005)는 다음 10년 동안 전례 없는 성인 사례를 보게 될 것입니다. 따라서 핵심 자폐 증상의 영향을 줄이기 위한 효과적인 치료 기술을 개발하는 것이 시급합니다. 위에서 검토한 기능적 이미징 데이터는 양측 내측 전두엽 피질이 ToM(특히 인지 ToM) 및 더 광범위한 사회적 기능을 개선하기 위해 이러한 그룹에서 신경생물학적 개입을 위한 유망한 사이트임을 시사합니다.

우리는 반복적 경두개 자기 자극(rTMS)이 내측 전전두엽 피질 활동을 강화하고 자폐증이 있는 개인의 ToM을 개선하는 효과적인 치료 기술이 될 수 있으며, 이 장애의 사회적 측면에 예상되는 이점이 있다고 제안합니다. rTMS는 고유한 피질 영역에 국소 자기 펄스를 반복적으로 투여하는 안전하고 비침습적인 기술입니다. 고주파에 적용할 때 rTMS는 자극 부위에서 피질 활동을 향상시킵니다. 이는 rTMS가 특정 정신 장애(예: 우울증의 왼쪽 배외측 전두엽 피질[DLPFC])에서 활동이 저조한 것으로 시사하는 피질 영역에 rTMS를 투여하는 임상 환경에서 특히 유용합니다. 장애의 증상. 반대로, 저주파 rTMS는 자극 부위에서 피질 활동을 감소시킵니다.

가설/연구 질문

이 영역 내에서 피질 활동을 증가시킬 것으로 예상되는 내측 전두엽 피질에 대한 2주간의 고주파수 rTMS가 자폐증 또는 아스퍼거 장애가 있는 개인의 ToM 성능(특히 인지 ToM)을 크게 향상시킬 것이라는 가설이 있습니다. 사회적 기능의 개선은 마지막 치료 세션 후 1개월 후에 나타날 것으로 예상됩니다.

프로젝트 설계 및 절차 순서를 포함한 방법론

이 프로젝트는 "deep TMS'" H-시스템 코일(Brainsway Inc., 예루살렘, 이스라엘)을 통한 rTMS 관리를 포함합니다. 이것은 수정된 TMS 코일에 의해 관리되지만 이전 rTMS 연구에서 사용된 기존 자극기 장비(Magstim)를 사용합니다. 이 H-시스템 코일은 TMS 펄스의 더 깊은 침투를 허용하여 ToM과 가장 관련이 있는 내측 전두엽 피질 부분을 정확하게 자극할 수 있도록 합니다. 심층 TMS의 안전성 및 효능 연구는 기존의 TMS(8자형) 코일과 동등함을 나타냅니다(Levkovitz et al., in press; Zangen, Roth, Voller, & Hallett, 2005).

이 연구는 자폐증 또는 아스퍼거 장애가 있는 성인의 ToM 및 사회적 기능을 개선하기 위한 rTMS 시험입니다. 자폐증 또는 아스퍼거 장애로 진단된 성인은 엄격한 이중 맹검 조건에서 활성 rTMS 또는 가짜 조건으로 무작위 배정됩니다(컴퓨터 생성 번호 시퀀스를 통해). 이전 이미징 데이터를 기반으로 rTMS는 양측 내측 전두엽 피질에 투여됩니다. 이 연구는 H-시스템 코일을 사용하여 심층 TMS를 ​​포함합니다.

rTMS 세션 전에 참가자는 고해상도(3T) 구조 및 기능 MRI를 받게 됩니다. fMRI 구성 요소에는 인지 및 정서적 ToM 측정이 다시 포함됩니다. 신뢰할 수 있는 신경 항법 방법을 사용하여 각 개인의 뇌 스캔을 사용하여 관심 있는 피질 영역(양측 내측 전두엽 피질) 위에 있는 두피 부위를 결정하므로 rTMS의 대상이 됩니다.

첫 번째 rTMS 세션 전에 참가자는 정신 이론을 평가하는 신경 행동 테스트 배터리를 완료합니다(예: 잘못된 믿음 작업, 눈 테스트, 가짜 파스 테스트). 자폐증의 사회적 기능의 더 넓은 영역에 영향이 있는지 여부를 측정하기 위해 참가자는 "자폐 스펙트럼 지수"(AQ; Baron-Cohen, Wheelwright, Skinner, Martin, & Clubley, 2001)도 관리합니다. 50개 항목 자기 보고 척도.

첫 번째 rTMS 세션이 시작될 때 왼쪽 운동 피질에 TMS를 ​​투여하고 오른쪽 엄지 근육의 반응을 기록(EMG를 통해)하여 휴식 운동 역치(RMT)를 결정합니다. RMT는 다시 5개의 연속 TMS 펄스 중 3개가 50µV보다 큰 EMG 응답을 초래하는 가장 낮은 강도로 정의됩니다.

깊은 TMS 코일을 사용하여 참가자는 2주 동안 연속적으로 평일마다 15분 동안 활성 또는 가짜 rTMS(5Hz)를 받게 됩니다. 각 세션 동안 10초의 5Hz rTMS가 있고 20초의 휴식이 있습니다. 따라서 각 세션에 대해 관리되는 5Hz rTMS의 30 10s 열차가 있게 됩니다.

최종 rTMS 치료 후 세 가지 ToM 측정 및 AQ가 다시 관리됩니다. 이러한 조치는 최종 rTMS 치료 후 1개월 후에 시행됩니다. 이러한 측정을 관리하는 연구원은 참가자의 치료(즉, 활성 또는 수치심)에 대해 눈이 멀게 됩니다.

1개월의 후속 조치가 완료된 후 참가자는 자신의 연구 조건에 대해 눈가림이 해제됩니다. 가짜 조건에 할당된 사람들에게는 2주간의 활성 rTMS 치료를 완료할 수 있는 기회가 주어집니다.

통계 분석 및 샘플 크기 계산

rTMS가 ToM에 미치는 영향은 조사되지 않았기 때문에 전력 분석을 수행하기가 다소 어렵습니다. 그러나 인지 능력의 조절(예: Giovannelli et al., 2006; Kwan et al., 2007; Tunik, Frey, & Grafton, 2005) 또는 정신 질환 치료(예: 예를 들어, Fitzgerald et al., 2006; Horacek et al., 2007), 우리는 샘플 크기가 중요한 결과를 탐지하기에 충분할 것이라고 확신합니다.

ANOVA는 ToM에 대한 내측 전두엽 피질에 대한 rTMS의 효과를 조사하는 데 사용될 것입니다.

결과 변수에는 ToM 측정뿐만 아니라 사회적 기능 및 관련 측면을 결정하기 위한 자폐증 관련 평가 척도도 포함됩니다. 따라서 개체 간 변수로 포함된 그룹(활성 대 가짜)을 사용하여 각 측정(rTMS 이전, 이후 및 1개월 이후)에 대해 반복 측정 ANOVA를 수행할 것입니다.