Transcraniële magnetische stimulatie van het standaardmodusnetwerk om de slaap te verbeteren

Individuen met psychofysiologische slapeloosheid vertonen een grotere wakende functionele connectiviteit binnen het DMN in vergelijking met gezonde individuen. Er is gepostuleerd dat overmatige activering en connectiviteit van het DMN in verband kan worden gebracht met ruminatief denken en intern gegenereerde opwinding, waardoor het moeilijk wordt om in slaap te vallen.

Hoofddoel. Het algemene doel van dit voorstel is om de sterkte van de connectiviteit binnen het DMN tijdelijk te wijzigen met behulp van cTBS vóór het slapengaan en om de effecten op de daaropvolgende slaap te bepalen. Dit project zal naar verwachting robuuste voorlopige gegevens opleveren die uitgebreider onderzoek mogelijk zouden maken, inclusief een grotere klinische vervolgstudie om de effectiviteit van deze aanpak te bepalen voor het verbeteren van slaapproblemen bij militair personeel.

Het doel van dit project zal worden bereikt door middel van het volgende specifieke doel:

Specifiek doel 1: Bepaal de effecten van cTBS gericht op het DMN op slaapkwaliteit, hersenneurochemie, functionele connectiviteit en cognitieve prestaties de volgende dag.

De werkhypothese van de onderzoekers is dat ten opzichte van schijnbehandeling, cTBS de neurale activiteit in het DMN zal onderdrukken, wat leidt tot verbeteringen in polysomnografisch (PSG) gemeten slaapparameters, en dit zal worden geassocieerd met veranderingen in de neurochemie en functionele connectiviteit in het DMN, en zal verbetering van de cognitieve prestaties van de volgende dag.

Na voltooiing van dit specifieke doel is het verwachte resultaat het bepalen van de effecten van cTBS op slaapkwaliteit, timing en duur, en het identificeren van de hersensystemen en neurochemische profielen die met deze verandering zijn geassocieerd. Indien succesvol, zou dit een proof-of-concept zijn van een potentieel veilige niet-farmacologische methode om slaap te vergemakkelijken, en deze informatie zou de basis kunnen vormen voor vervolgonderzoek om deze techniek te verfijnen en verder te valideren om slaap mogelijk te optimaliseren onder een verscheidenheid aan militair relevante situaties.

Slapeloosheid wordt gerapporteerd als de meest voorkomende slaapstoornis. Het kan variëren in ernst, maar het meest voorkomende symptoom is moeite met slapen. Andere manifestaties van slapeloosheid zijn vroeg wakker worden in de ochtend en moeite hebben met inslapen. Volgens ander onderzoek is de prevalentie 10 tot 15%, afhankelijk van de diagnostische criteria. Ongeveer 50% van de mensen die slapeloosheid melden, heeft ernstiger symptomen die voldoen aan de criteria voor slapeloosheid. Slapeloosheid wordt geconceptualiseerd als een stoornis van nachtelijke en overdag hyperarousal. Deze staat van opwinding is zowel een oorzaak als een gevolg van slapeloosheid. Slapeloosheid veroorzaakt symptomen die mensen beïnvloeden op cognitief, emotioneel en fysiologisch niveau. Mensen met slapeloosheid rapporteren vaak het gevoel van overmatig piekeren, snelle gedachten en selectieve aandacht. Fysiologisch wordt slapeloosheid geassocieerd met een verhoogde stofwisseling in het hele lichaam, verhoogde cortisolspiegels, verhoogde bloeddruk en verhoogde hersenglucoseconsumptie tijdens zowel waak- als slaaptoestanden. De stressfactoren van chronische slapeloosheid worden ook in verband gebracht met een verhoogd risico op het ontwikkelen van psychische stoornissen zoals depressie en angststoornissen.

Een groot aantal militairen meldt aanzienlijke slaapproblemen of chronische slaapbeperking. In feite slaapt ongeveer 42% van het militaire personeel regelmatig vijf uur of minder per nacht, een niveau dat onvoldoende is om optimale alertheid, waakzaamheid en besluitvorming te behouden. Er is gemeld dat tot 85% van de leden van de militaire dienst voldoet aan de criteria voor een klinisch relevante slaapstoornis, waarbij ongeveer 25% als primaire klacht slapeloosheid heeft (d.w.z. moeite met inslapen of doorslapen). Farmacologische slaapmedicatie kan in sommige situaties effectief zijn, maar kan ook gecontra-indiceerd zijn in operationele omgevingen waar alertheid een integraal onderdeel is. Omdat slaapproblemen tot de belangrijkste klachten van militair personeel behoren en grote gevolgen kunnen hebben voor de paraatheid van de strijdkrachten, is het absoluut noodzakelijk dat er nieuwe benaderingen worden ontwikkeld om slapeloosheid en slaapproblemen tot een minimum te beperken.

TMS is een hersenstimulatietechniek die veel minder veiligheidsrisico's en nadelige ervaringen met zich meebrengt dan zijn voorganger, elektroconvulsietherapie. TMS is door de Food and Drug Administration (FDA) goedgekeurd en effectief bevonden voor gebruik bij behandelingsresistente depressie, maar wordt ook off-label gebruikt voor de behandeling van OCS en andere psychiatrische stoornissen. TMS heeft een superieure werkzaamheid aangetoond bij de behandeling van primaire slapeloosheid dan zowel typische medicatie als psychotherapiebehandelingen. Bovendien bleek TMS van de rechter pariëtale kwab effectief te zijn voor het verlichten van symptomen van comorbide angst en slapeloosheid.

In lekentermen werkt TMS door elektromagnetische velden van buiten het lichaam op bepaalde hersengebieden te richten. Deze elektromagnetische velden creëren een stroom in de hersenen via het elektrochemisch afvuren van hersencellen (neuronen). Dit proces kan de functie van de beoogde hersengebieden beïnvloeden door functionele connectiviteit in een bepaald netwerk van onderling verbonden hersengebieden te vergemakkelijken of te belemmeren, zoals het netwerk dat geassocieerd wordt met dagdromen en zelfreferentieel denken (DMN).

De vorm van TMS die in de huidige studie wordt gebruikt, continue theta-burst (cTBS), maakt de inductie van tijdelijke remming van corticale activiteit mogelijk met een veel kortere stimulatieduur in vergelijking met rTMS (repetitieve transcraniale magnetische stimulatie). Dit protocol is gekozen vanwege zijn vermogen om activiteit in het DMN te remmen in plaats van te stimuleren. Eerder onderzoek met cTBS heeft aangetoond dat deze techniek veilig en tijdelijk de functie en connectiviteit in gerichte hersengebieden kan aantasten. Daarom veronderstellen de onderzoekers dat een milde verstoring van DMN-activering met behulp van cTBS voorafgaand aan de slaap het begin van de slaap zal vergemakkelijken bij personen die voldoen aan de criteria voor primaire slapeloosheid, en de onderzoekers stellen verder voor dat deze verandering zal worden geassocieerd met meetbare veranderingen in DMN-connectiviteit en neurochemie. Om deze hypothese te testen, zullen de onderzoekers ongeveer twee uur voor het slapen gaan een knooppunt van de DMN stimuleren met behulp van cTBS om activering en connectiviteit binnen de gestimuleerde gebieden te verminderen.