Gericht op interhemisferische alfa-coherentie met tACS om PMDD te behandelen

Premenstruele dysfore stoornis (PMDD) beschrijft het cyclische optreden van affectieve symptomen en de daaruit voortvloeiende stoornissen tijdens de luteale fase van de menstruatiecyclus. Het doel van het experiment is om te bepalen of transcraniële wisselstroom elektrische stimulatie (tACS) de prefrontale alfa-oscillerende frequenties zal veranderen bij vrouwen met PMDD, waarvan de verstoring is betrokken bij andere stemmingsstoornissen. Een secundair doel is om te bepalen of de fase van de menstruatiecyclus de effecten van tACS op alfa-oscillaties zal beïnvloeden. Demonstratie van 'doelbetrokkenheid' (veranderingen in linker prefrontale alfa-oscillerende frequenties met tACS) is een noodzakelijke eerste stap voordat verder wordt gegaan met verder onderzoek dat zou testen of tACS een mogelijke behandeling is voor deze aandoening - veelbelovend onderzoek naar andere stemmingsstoornissen suggereert dat het misschien.

De oorzaak van PMDD is onbekend, de morbiditeit is aanzienlijk en de geïdentificeerde behandelingen zijn beperkt in hun effectiviteit, aangezien 40% van de PMDD-vrouwen niet reageert op SSRI's en veel andere vrouwen intolerant zijn voor door antidepressiva veroorzaakte bijwerkingen. PMDD komt veel voor (6-8% van de vrouwen in de vruchtbare leeftijd), gaat gepaard met aanzienlijke morbiditeit en vormt dus een aanzienlijk probleem voor de volksgezondheid. Volgens berekeningen van de Wereldgezondheidsorganisatie wordt PMDD alleen al in de VS geassocieerd met 4,5 miljoen voor handicap gecorrigeerde levensjaren. De grondgedachte voor het testen of tACS de doelbetrokkenheid in de folliculaire versus luteale fasen van de menstruele cyclus differentieel verandert, wordt hieronder beschreven.

Differentiële effecten op corticale activiteit: De grondgedachte voor het testen of tACS de doelbetrokkenheid in de folliculaire versus luteale fasen van de menstruele cyclus differentieel verandert, is als volgt: 1) Rol van hormonen: Hoewel er weinig bewijs is voor ovariële disfunctie bij PMDD, is er een rol voor de reproductieve hormonen is duidelijk betrokken, aangezien ons eigen werk en dat van anderen heeft aangetoond dat onderdrukking van de ovariële functie resulteert in een volledige remissie van de symptomen bij een meerderheid van de vrouwen met PMDD, terwijl het opnieuw toevoegen van geslachtshormonen resulteert in de terugkeer van symptomen bij vrouwen met PMDD, zonder symptomen bij controles. Zowel oestradiol als progesteron lijken in dit paradigma stemmingsdestabilisatie te kunnen versnellen. Recent voltooide onderzoeken van onze groep tonen verder aan dat continue toediening van hormonen gedurende langer dan een maand resulteert in een aanhoudende symptoomremissie na de eerste versnelde episode. Dysfore gemoedstoestanden bij PMDD lijken dus te worden veroorzaakt door normale veranderingen in gonadale hormonen in plaats van door blootstelling aan verhoogde hormoonspiegels (d.w.z. vrouwen met PMDD zijn differentieel gevoelig voor de stemmingsontregelende effecten van reproductieve steroïden).

Hoewel er substantiële literatuur is die de effecten van reproductieve steroïden en, bij uitbreiding, de menstruatiecyclus op corticale activiteit aantoont, zijn de gewoonlijk beschreven effecten verstoord bij vrouwen met PMDD. Voorbeelden zijn de volgende: 1) bij normale vrouwen is de activatie van de mediale orbitofrontale cortex verminderd tijdens de luteale fase en is de affectieve valentie van de stimulus waarop deze reageert omgekeerd (d.w.z. deze reageert alleen op negatieve stimuli in plaats van op positieve stimuli). , zoals gebeurt tijdens de folliculaire fase). Deze veranderingen zijn afwezig bij vrouwen met PMDD. 2) bij normale vrouwen is er tijdens de luteale fase een toename van de corticale remming - een vermoedelijk effect van de GABA-receptor activerende effecten van de progesteronmetaboliet allopregnanolon. Dit effect is afwezig bij vrouwen met PMDD. Zowel gegevens van dieren als van mensen suggereren verder de rol van een verstoorde corticale respons op van progesteron afgeleide neurosteroïden bij PMDD. Aldus resulteren plotselinge veranderingen in de niveaus van allopregnanolon (zoals optreedt aan het begin van de luteale fase met toenemende niveaus van progesteron) in subcorticale prikkelbaarheid en prikkelbaarheid bij knaagdieren, terwijl de eliminatie van veranderingen in van progesteron afgeleide neurosteroïden (met remming van neurosteroïdesynthese) met succes wordt geëlimineerd voorkomt het ontstaan ​​van de dysfore toestand bij PMDD.

Differentiële netwerkactivering: Psychische stoornissen die worden gekenmerkt door ontregeling van affectieve toestand - depressie en PMDD - worden steeds meer erkend, evenals "netwerkstoornissen" waarbij afwijkende elektrische signalering in grootschalige neuronale netwerken de klinische symptomen bemiddelt. Recente studies hebben een verminderde balans in activatie tussen de linker en rechter prefrontale cortex gedocumenteerd bij patiënten met PMDD. In het bijzonder, vergelijkbaar met depressieve stoornis, is de balans tussen alfa-oscillatiekracht in de linker- en rechterhersenhelft bij patiënten met PMDD naar links verschoven. De aanwezigheid van alfa-oscillaties komt overeen met een relatieve afname van neuronale activiteit (omgekeerde relatie). Daarom is een dergelijke naar links verschoven alfa-asymmetrie indicatief voor hypoactivatie van de linkerhersenhelft - een veel voorkomende bevinding in beeldvormingsonderzoeken van patiënten met MDD. Aangezien deze asymmetrie wordt verergerd tijdens de luteale maar niet de folliculaire fase (overeenkomend met het tijdsverloop van symptoompresentatie bij PMDD, veronderstellen we dat succesvolle normalisatie van alfa-oscillaties bij vrouwen met PMDD een plausibele benadering zou zijn voor symptoomherstel. Deze interventie op netwerkniveau kan worden bereikt met hersenstimulatie door toepassing van zwakke elektrische stromen, een niet-invasieve benadering om de intrinsieke corticale netwerkdynamiek te moduleren. Het voordeel van deze aanpak is tweeledig: het is niet-farmacologisch en vermijdt dus de anders daarmee gepaard gaande bijwerkingen; en het zal inzichten op systeemniveau verschaffen in de pathofysiologie die ten grondslag ligt aan de ontregeling van de gemoedstoestand.

Hersenstimulatie door constante elektrische stromen op de hoofdhuid (tDC's) moduleert de neuronale prikkelbaarheid bij mensen. Transcraniële stroomstimulatie met sinusgolfstimulatiegolfvormen (transcraniële wisselstroomstimulatie, tACS) verbetert waarschijnlijk corticale oscillaties op een frequentiespecifieke manier. Van de mechanismen van zwakke elektrische velden gegenereerd door tDCS en tACS is eerder aangetoond dat ze interageren met corticale netwerkactiviteit door de temporele activiteitsstructuur van elektrische signalering in de cortex te veranderen. In deze studie zullen we beoordelen of tACS de linker frontale alfakracht (8-12 Hz) zal verminderen en of de mate van afname varieert per menstruatiecyclusfase. Een verkennend doel zal zijn om de ernst van de PMDD-symptomen die dagelijks tijdens de stimulatiecyclus worden verzameld, te onderzoeken en die ernst te vergelijken met baselinesymptomen die zijn verzameld tijdens de PMDD-diagnostische studie waaruit deze deelnemers zullen worden gerekruteerd. De grondgedachte voor deze stimulatie is de bekende tekorten in de algehele structuur van corticale activiteit in deze frequentieband bij patiënten met stemmingsstoornissen en de eerder aangetoonde klinische voordelen van tDCS bij de behandeling van stemmingsstoornissen. In deze studie zullen we meer gerichte stimulatiegolfvormen gebruiken door bilaterale tACS te gebruiken in plaats van tDCS. We veronderstellen dat deze keuze van een meer geavanceerde golfvorm die de synchronisatie tussen de twee hersenhelften direct verbetert, effectiever kan zijn bij het aangrijpen van het doelwit. tDCS moduleert de algehele activiteitsniveaus van het beoogde corticale gebied op een niet-specifieke manier. Hier stellen we echter voor om een ​​meer specifieke stimulatiemodaliteit, tACS, (stimulatiefrequentie van 10 Hz) te evalueren waarvan is aangetoond dat deze selectief corticale alfaritmes verbetert. Aangezien de geselecteerde patiëntenpopulatie naar verluidt specifieke tekorten vertoont in de alfafrequentieband, zal onze stimulatiebenadering zorgen voor een meer gerichte en daardoor mogelijk effectievere manipulatie.

Protocolgeschiedenis: Dit protocol is oorspronkelijk ontworpen om de therapeutische werkzaamheid van tACS bij PMDD te testen in een dubbelblinde, gerandomiseerde, schijngecontroleerde, cross-over studie van 5 tACS-sessies. We waren niet in staat om proefpersonen te rekruteren, grotendeels als gevolg van de vele dagelijkse behandelingssessies die nodig waren. Vervolgens hebben we de primaire focus van het onderzoek gewijzigd in het bepalen of een enkele sessie van tACS linker prefrontale corticale alfa-oscillaties inhield en, door ze te verminderen, de alfa-asymmetrie verminderde. We vroegen verder of dit effect fase-afhankelijk was van de menstruatiecyclus.