Undersøkelse av hjernenettverksdynamikk ved depresjon

Gjentatt transkraniell magnetisk stimulering (rTMS), når den leveres til den dorsolaterale prefrontale cortex (DLPFC) er en klinisk effektiv behandling for alvorlig depressiv lidelse (MDD). Nettverksmodeller av MDD blir stadig mer akseptert, og funksjonell tilkoblings-MRI (fcMRI) har avslørt topografisk spesifikke avvik i funksjonell nettverksarkitektur i MDD. Og likevel, til tross for antydninger om at de terapeutiske effektene av rTMS aktiveres gjennom distribuerte effekter på kortikale og subkortikale limbiske sentre, forblir nettverkseffektene av rTMS mystiske. Denne studien søker å undersøke måten rTMS til DLPFC modulerer nettverksfunksjonell tilkobling mellom stimuleringsstedet og en kritisk limbisk region, den subgenuale cingulate (sgACC), og mellom sgACC og andre limbiske regioner. I denne studien vil høyfrekvent rTMS bli brukt til å stimulere venstre DLPFC (rekapitulere den terapeutiske metodikken), spesifikt regioner av DLPFC som er funksjonelt korrelert og anti-korrelert med sgACC. Dette vil bli oppnådd i en gruppe pasienter med MDD, og ​​i en gruppe nøye avstemte kontroller. Disse motivene vil bli skannet før og etter at rTMS er levert, som en måte å måle effektene. Gjennomførbarheten av dette designet ble nylig demonstrert av vår gruppe (Eldaief et al. PNAS 2011). Endringer indusert av stimuleringen vil bli kartlagt med en ny kombinert MRI-PET (Positron Emission Tomography) skanner ved MGH Martinos Center, som er i stand til samtidig å registrere fcMRI BOLD (avhengig av blodoksygeneringsnivå) og 18Flurodeoxyglucose (FDG) PET-data. Dette vil tillate kortiko-limbiske nettverk å karakteriseres dynamisk gjennom (1) undersøkelse av de differensielle effektene av å stimulere to nettverk i DLPFC, og (2) ved å spore det dynamiske samspillet mellom rTMS-induserte endringer i lokal glukosemetabolisme ved DLPFC og sgACC på på den ene siden, og endringer i distribuert tilkobling mellom disse regionene på den andre. I et utforskende mål vil MDD-pasienter returnere tre måneder senere (etter at de har gjennomgått en ikke-spesifikk behandlingsintervensjon hos sin psykiatriske leverandør) for de identiske rTMS/fcMRI/FDG-PET-prosedyrene. Dette målet vil etablere, som et prinsippbevis, at behandling av MDD er assosiert med endringer i kortiko-limbisk funksjonell nettverksarkitektur og i kortiko-limbisk dynamikk. Etter hvert er det håp om at dette arbeidet vil føre til fremveksten av avvikende kortikal dynamikk som en biomarkør for MDD. I tillegg kan dette arbeidet pollinere fremtidige studier som bruker avvikende kortikal dynamikk som et nytt terapeutisk mål som nevromodulerende intervensjoner kan gripe inn på.