Onderzoek naar de dorsolaterale prefrontale cortex en het centrale uitvoerende netwerk voor het verbeteren van neuromodulatie bij depressie

Er is een dringende behoefte aan effectievere behandelingen voor depressie, die momenteel 20% van de Amerikanen tijdens ons leven treft. Hersenstimulatiebehandelingen, waaronder repetitieve transcraniële magnetische stimulatie (rTMS), vertegenwoordigen de frontlinie van innovatieve benaderingen door zich rechtstreeks te richten op en corrigeren van specifieke disfunctionele hersennetwerken. Een disfunctioneel kernnetwerk bij depressieve stoornis is het fronto-pariëtale centrale uitvoerende netwerk (CEN), een netwerk dat cruciaal is voor besluitvorming en cognitieve controle. De CEN omvat de dorsolaterale prefrontale cortex (dlPFC), het doelwit van door de FDA goedgekeurde rTMS-behandeling voor depressie. Aangenomen wordt dat rTMS naar de dlPFC de depressie verbetert door lokale dlPFC-exciteerbaarheid te moduleren en stroomafwaartse CEN-connectiviteit te verbeteren. Ons vermogen om de CEN te onderzoeken en dit potentiële mechanisme op individuele basis te bestuderen, ontbreekt echter kritisch, wat waarschijnlijk bijdraagt ​​aan suboptimale rTMS-remissiepercentages (20-40%). We veronderstellen dat de CEN-connectiviteit verzwakt is bij depressie en maximaal kan worden gemoduleerd door lokalisatie te individualiseren.

Om deze hypothese te testen, zullen we in een enkele rTMS 'dosis', prospectief, gerandomiseerd, dubbelblind, cross-over ontwerp met 50 depressieve patiënten prospectief de sterkte, duur en specificiteit van CEN-modulatie vergelijken na een enkele sessie van dlPFC rTMS. Deze deelnemers zijn tussen de 18 en 65 jaar oud en hebben een actuele diagnose van depressieve stoornis nodig, beoordeeld door middel van een gestructureerd klinisch interview voor DSM5 (SCID-I62), met een PHQ9>10. Uitsluitingscriteria omvatten contra-indicaties voor MRI's (bijv. geïmplanteerd metaal), voorgeschiedenis van hoofdtrauma met bewustzijnsverlies, voorgeschiedenis van convulsies, neurologische of ongecontroleerde medische ziekte, misbruik van werkzame stoffen, voorgeschiedenis van zelfmoordpogingen in het afgelopen jaar, psychotische of bipolaire stoornissen, voorgeschiedenis van ECT- of rTMS-falen en medicijnen die de aanvalsdrempel aanzienlijk verlagen (bijv. bupropion, clozapine).

Na de diagnostische sessie ondergaan de deelnemers een MRI-sessie van 30 minuten om structurele hersengegevens vast te leggen. Voor de volgende sessies zal dlPFC voor elke sessie worden getarget met behulp van verschillende methoden en zal 10Hz dlPFC rTMS worden toegepast geleid door (a) geïndividualiseerde CEN-targeting, (b) structurele MRI, (c) standaard scalp-targeting. Voor elke aandoening zal een enkele sessie van rTMS met standaardparameters (10 Hz, 5 sec aan, 10 sec uit, 3.000 totale pulsen, duur van 15 min) worden uitgevoerd en veranderingen in CEN-connectiviteit zullen worden gekwantificeerd met behulp van pre/post dlPFC-gestimuleerde pariëtale TMS- evoked potentials (TEP's). De dlPFC zal worden getarget voor rTMS met behulp van drie methoden: (a) MRI-geleid met individuele CEN-optimalisatie met behulp van TEP's, (b) MRI-geleid alleen, en (c) standaard scalp-targeting (Beam F3-methode99). Daarnaast zal een vierde sessie schijn-rTMS worden toegepast om te controleren op off-target effecten. Onze hypothese is dat hoewel elke actieve rTMS-methode (conditie a-c) de p30 van de TEP in de CEN zal onderdrukken, geoptimaliseerde CEN-lokalisatie met behulp van individuele TEP's (conditie a) de sterkste en meest specifieke verandering in de CEN zal veroorzaken voor de langste duur. Onze primaire uitkomst zal pariëtale p30 CEN-modulatie zijn direct volgend op rTMS. Secundaire uitkomsten zullen pariëtale p30-veranderingen in de pariëtale knoop van de CEN beoordelen tijdens rTMS (kwantificering van de p30 na de laatste puls in elke stimulatietrein) en 15 en 30 minuten na rTMS. We zullen ook pre/post rTMS-gedragsveranderingen in aandacht beoordelen met een standaard continue prestatietaak en werkgeheugen met behulp van een N-back-taak, die beide zijn betrokken bij de CEN en depressie100,101. rTMS-sessies zijn drievoudig blind voor operator, deelnemer en statisticus. RTMS-sessies worden met ten minste twee dagen gescheiden om mogelijke blijvende effecten van meer dan 24 uur te verwijderen, en de volgorde van rTMS-sessies wordt willekeurig verdeeld en gecompenseerd om mogelijke vertekening te verminderen.

Bevindingen van deze studie zullen de basis vormen voor een klinische studie waarin de uitkomst van de rTMS-behandeling met behulp van deze gepersonaliseerde targetingbenadering wordt vergeleken met standaard rTMS.