Decifheringsprincipes van netwerkdynamiek die ten grondslag ligt aan de ernst van de depressiesymptoom van meerdaagse intracraniële opnames bij patiënten met ernstige depressie

Achtergrond:

Major Depression (MDD) is wereldwijd een belangrijke oorzaak van handicaps, met een hoge percentages van de behandelingsweerstand. Dit spreekt sterk voor de noodzaak om ons begrip van de oorzaken en de onderliggende neurobiologie van deze aandoening te verbeteren, zodat we verbeterde behandelingen kunnen ontwikkelen. Ons huidige begrip van MDD is vrij beperkt. Beschikbaar bewijs wijst echter op disfunctie in gedistribueerde neurale netwerken, een perspectief dat consistent is met de etiologische en diagnostische heterogeniteit van deze aandoening. Hoewel beeldvorming en elektro -encefalografie (EEG) hebben bijgedragen aan het identificeren van MDD -circuits, is er geen consensus bereikt over de identificatie van diagnostische biomarkers. Bovendien is de dynamiek van MDD -circuits in relatie tot de ernst van de symptoom onbekend. Of er neurale handtekeningen van circuits zijn die MDD -symptomen ernstige toestanden definiëren en de mate waarin deze circuits worden gewijzigd met behulp van directe elektrische stimulatie, zijn onbeantwoorde vragen die cruciaal zijn voor therapeutische vooruitgang.

Intracranial EEG (IEEG) biedt een veelbelovende methode met hoge resolutie om netwerkfundamentals te bestuderen en de neurale disfunctie te helpen op te helderen die ten grondslag ligt aan MDD. Voor het eerst hebben we de mogelijkheid om deze techniek te gebruiken om circuits bij MDD te bestuderen bij patiënten die deelnemen aan een klinische studie met gepersonaliseerde responsieve neurostimulatie voor behandelingsresistente depressie (Presidio). In fase 1 worden de deelnemers gedurende 10 dagen geïmplanteerd met 160 elektroden over 10 hersenplaatsen om de plaatsing van de hersenlocatie van chronische diepe hersenstimulatie in stadium 2 te richten. Deze fase biedt de unieke mogelijkheid om principes van MDD-circuits te bestuderen van corticale en diepe hersenstructuren gedurende een meerdaagse periode. De huidige studie maakt gebruik van die kans. Het is een aanvullend onderzoek naar de Presidio -proef waar we de mogelijkheid krijgen om een ​​reeks experimenten uit te voeren die basisprincipes vaststellen van netwerkdynamiek die ten grondslag liggen aan MDD van directe neurale opnames.

Dit project is georganiseerd rond het belangrijkste concept dat hersencircuitdisfunctie wordt weerspiegeld in abnormale handtekeningen van functionele connectiviteit en ritmische lokale veldactiviteit. Het overkoepelende doel is het vaststellen van proof-of-concept voor twee fundamentele principes van circuitfunctie bij depressie: i) dat circuitkenmerken gerelateerd zijn aan de ernst van de MDD-symptomen, en ii) die verstoring met focale elektrische stimulatie deze circuits acuut kan modificeren. Onze reden voor deze studie is gebaseerd op: 1) voorlopig werk, waarin we een reeks connectiviteits- en activiteitskenmerken hebben geïdentificeerd die voorspellend waren voor een diagnose van comorbide depressie bij patiënten met epilepsie; 2) gepubliceerd werk van onze groep die gerichte stimulatie heeft gevonden, verandert acuut de stemming en spectrale kracht in een breed netwerk bij patiënten met epilepsie; en 3) Pilootgegevens voor dit voorstel waarin we een proof-of-concept vaststellen dat MDD-symptomen ernststaten kunnen worden gedefinieerd met behulp van een 6-vragenversie van de Hamilton Depression Rating Scale (HAMD6). Het blijft onbekend of circuitkenmerken die in een epilepsiepopulatie zijn geïdentificeerd, generaliseerbaar zijn voor patiënten met MDD in afwezigheid van epilepsie, en de manier waarop deze neurale kenmerken variëren met symptoomstaten - vragen die we in dit voorstel kunnen beantwoorden. Onze hypothese is dat een set van neurale connectiviteit en activiteitskenmerken de ernstige toestanden van de symptomen in MDD zullen karakteriseren, wat impliceert dat hun potentieel om te dienen als een staat versus eigenschap MDD -biomarker, en dat circuitkenmerken acuut kunnen worden gewijzigd door hersenstimulatie die duidt op hun potentieel om als therapiedoel te dienen.

Doelen:

1. Doel 1. Biomarkerontwikkeling: karakteriseer het patroon van netwerkconnectiviteit en activiteit dat wordt geassocieerd met de ernst van de symptomen. Het doel van dit doel is om een ​​proof-of-concept vast te stellen dat circuitkenmerken gerelateerd zijn aan de ernst van de ernstige depressieve stoornissen (MDD). Onze werkhypothese is dat spectrale activiteit en connectiviteit binnen en over de amygdala, Hippocampus, SGC, OFC en VC de meerderheid van de variantie in de ernst van de MDD -symptomen zullen vastleggen. De redenering achter dit doel is voorlopig werk dat corticolimbische circuitfuncties impliceert bij diagnostische biomarkers in MDD, en onze pilootgegevens die functies laten voorspellen die voorspellend zijn voor de symptoomstatus.
2. Doel 2. Acute verandering met circuitverstoring: karakteriseer de capaciteit voor korte (2-10 min) periodes van gerichte elektrische stimulatie om connectiviteit en activiteit acuut te wijzigen. Het doel van dit doel is om proof-of-concept vast te stellen dat gerichte elektrische stimulatie circuitactiviteit en connectiviteitskenmerken acuut kan wijzigen die duiden op hun potentieel om als therapiedoelen te dienen. Onze werkhypothese is dat grafische theoretische eigenschappen van MDD -netwerkknooppunten hun vermogen zullen onderscheiden om netwerkconnectiviteit en activiteit na stimulatie te beïnvloeden. De redenering is werk van onze groep die stimulatie heeft gevonden voor corticolimbische doelen acuut veranderde spectrale kracht in een netwerk, en dat nodale eigenschappen voorspellende effecten van stimulatie op netwerken in epilepsie uitoefenen. Een knooppunt met een hoge outzegree is een centrum van hoge netwerkinvloed en kan een indicatie zijn van een goed behandelingsdoel. Daarentegen suggereert een knooppunt met hoge indegree een regio die wordt beïnvloed door stimulatie in andere regio's en een rol kan spelen bij het detecteren van modificeerbare neurale handtekeningen van MDD.