Closed-loop Optimalisert rTMS for depresjon

Nesten 50% av alle amerikanere vil lide av en psykisk lidelse i løpet av livet. Hjernestimuleringsbehandlinger, inkludert repeterende transkraniell magnetisk stimulering (rTMS), brukes i økende grad for å normalisere dysfunksjonelle hjernekretsløp i disse lidelsene. Mekanistisk antas rTMS å virke ved å endre den synaptiske styrken til nevroner, referert til som hjerneplastisitet. Til tross for mangfoldet av målrettede lidelser og betydelig heterogenitet mellom pasienter, brukes rTMS for tiden på en måte som passer alle (uten individuell optimalisering av stimuleringsmønsteret) og åpen sløyfe (fast tidsplan for stimuleringsmønster, uten måling eller justering under rTMS). Vi tror at responsraten til rTMS for depresjon, som for tiden er <50 %, kan forbedres gjennom personlig tilpasset hjernestimulering som forbedrer målengasjement og maksimerer plastisiteten. For å tilpasse hjernestimulering må man (1) måle og overvåke hjerneforandringer i sanntid; (2) bestemme de optimale stimuleringsmønstrene for å indusere hjerneforandringer; (3) utvikle adaptive behandlinger for å drive ønskede endringer på et individuelt pasientspesifikt nivå over tid. Slik personalisering av hjernestimulering vil øke vår mekanistiske forståelse av hjerneplastisitet for å forbedre effektiviteten hos ikke-respondere på standardbehandlinger.

De primære målene for forskningsprogrammet mitt er å (1) oppdage hjernebiomarkører som forutsier progresjon til klinisk remisjon, og (2) utvikle lukkede sløyfebehandlingsalgoritmer som optimerer disse biomarkørene og forbedrer kliniske resultater. Vi vil fokusere på depresjon ettersom det er den ledende årsaken til funksjonshemming over hele verden, og medisiner er ineffektive eller ikke tolereres for nær halvparten av disse pasientene. Ved å utnytte mitt tidligere arbeid, foreslår vi tre stadier av utvikling av personlig hjernestimulering ved å bruke enkeltpulser av TMS kombinert med elektroencefalografi (TMS-EEG) for å generere en årsaksmåling av hjernetilstand som lett kan oversettes til klinikken. TMS-EEG-depresjons-alvorlighets-biomarkøren som jeg nylig oppdaget oppstår 30 millisekunder etter administrering av en TMS-testpuls (p30) i frontoparietal-nettverket (FPN), en region som er involvert i depresjon. Graden av undertrykkelse av dette p30-signalet spådde klinisk utfall hos deprimerte pasienter etter rTMS-behandling. I tillegg var en enkelt stimuleringsøkt tilstrekkelig til å undertrykke p30 under og i 30 minutter etter stimulering. Dette arbeidet indikerer at p30-undertrykkelse kan overvåkes i sanntid og har potensial til å støtte empirisk behandlingsoptimalisering.

Funn fra denne studien vil gi grunnlag for en dobbeltblind, randomisert klinisk studie av lukket sløyfe rTMS mot standard rTMS.