Evaluatie van tDCS-hersenstimulatie bij depressie met behulp van MRI

Depressie wordt gekenmerkt door verstoring van de regulatie van emoties en stemmingen. Convergerend bewijs uit meerdere onderzoeken naar hersenafbeeldingen geeft aan dat depressie geassocieerd is met disfunctie in de top-down, emotieregulerende frontopariëtale hersengebieden, waaronder het hypoactieve linker dorsolaterale prefrontale cortex (DLPFC) hersengebied en het hyperactieve rechter DLPFC. Disfunctie in andere hersengebieden, waaronder de cingulate cortex, hippocampus en amygdala, is ook in verband gebracht met depressieve symptomen. Samen vormen deze hersengebieden het dorso-fronto-limbische hersennetwerk, en er wordt verondersteld dat gunstige modulatie van dit specifieke netwerk depressieve symptomen verbetert.

Netwerkmodulatie is mogelijk met behulp van een breed scala aan hersenstimulatietechnieken, waaronder transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS). De laatste techniek heeft recent veel belangstelling gekregen in de context van matige depressie vanwege de bewezen veiligheid, lage kosten en niet-invasieve aard. Een typische tDCS-opstelling bestaat uit niet-invasieve elektroden die op de hoofdhuid worden geplaatst om aanvaardbare elektrische stromen toe te dienen aan specifieke hersendoelen. Het is aangetoond dat de toegediende elektrische stroom de hersenactiviteit moduleert, afhankelijk van de richting van de toegepaste elektriciteit, waarbij anodische tDCS de neuronale activiteit op het hersendoel verhoogt en kathodische tDCS de activiteit op het beoogde hersengebied verlaagt. Bijgevolg hebben tDCS-opstellingen bij depressie zich doorgaans gericht op de eerder genoemde hypoactieve linker DLPFC met behulp van anodische tDCS en/of de hyperactieve rechter DLPFC met behulp van kathodische tDCS. De stroomafwaartse effecten van tDCS op het dorso-fronto-limbische netwerk worden echter niet volledig begrepen. Het begrijpen van de betrokkenheid van dit depressie-relevante hersennetwerk door tDCS zou belangrijke inzichten kunnen opleveren voor het optimaliseren van tDCS-opstellingen voor antidepressiva. Bijgevolg stelt de huidige studie voor om MRI-technieken te gebruiken om netwerkbetrokkenheid door tDCS bij depressie in kaart te brengen en te onderzoeken, zoals hieronder beschreven. Merk op dat terwijl studiearm 1 gegevens van een bestaande studie zal gebruiken, armen 2-4 rekrutering van depressieve deelnemers de-novo zullen omvatten.

1. Studiearm 1 zal de betrokkenheid van het dorso-fronto-limbische hersennetwerk bij depressie onderzoeken wanneer 'actieve' of 'sham' anodische tDCS wordt toegediend in het linker DLPFC-hersengebied in rust. 'Sham'-tDCS biedt een controleconditie om de meting van tDCS-specifieke effecten te vergemakkelijken, en behalve dat het minimale elektriciteit met zich meebrengt, is het ontworpen om op alle andere manieren identiek te zijn aan 'actieve' tDCS (bijv. plaatsing van elektroden, enz.). Voor deze arm zullen geanonimiseerde gegevens van een lopend klinisch onderzoek naar depressie met afzonderlijke doelstellingen worden verkregen voor analyse (NCT04507243, N=48 deelnemers, gerandomiseerd naar 24 'actieve' en 24 'sham'-groepen).
2. Studiearm 2 zal netwerkbetrokkenheid onderzoeken wanneer anodale tDCS wordt toegediend in het linker DLPFC-hersengebied tijdens het uitvoeren van een mentale taak (2-back werkgeheugen). N=24 proefpersonen zullen worden ingeschreven met behulp van een experimenteel ontwerp met een enkele groep waarin een controleconditie binnen de sessie is opgenomen (in plaats van een afzonderlijke 'sham'-groep zoals in arm 1). Deelname omvat één beoordeling via een beveiligde videoconferentie om te bevestigen of u in aanmerking komt (duurt niet langer dan 3 uur), en twee persoonlijke studiebezoeken (duurt respectievelijk 30 minuten en 2,5 uur). Bij beide persoonlijke bezoeken zijn MRI's betrokken: de MRI-scans van het eerste bezoek zullen helpen bij het bepalen van de tDCS-elektrodepositie voor het tweede bezoek, en de MRI-scans van het tweede bezoek zullen ons helpen veranderingen in hersenactiviteit en connectiviteit tijdens tDCS in kaart te brengen.
3. Studiearmen 3 en 4 zullen netwerkbetrokkenheid tijdens rechter DLPFC kathodische tDCS onderzoeken. N=48 deelnemers zullen worden gerekruteerd voor arm 3 (gerandomiseerd naar 24 'actief' en 24 'sham') en N=24 deelnemers zullen worden gerekruteerd voor arm 4. In alle andere opzichten zullen studiearmen 3 en 4 identiek zijn aan studie respectievelijk armen 1 en 2.