Transkraniell magnetisk stimulering av standardmodusnettverket for å forbedre søvn

Personer med psykofysiologisk søvnløshet viser større våken funksjonell tilkobling innenfor DMN sammenlignet med friske individer. Det har blitt postulert at overdreven aktivering og tilkobling av DMN kan være assosiert med drøvtyggende tenkning og internt generert opphisselse, noe som gjør det vanskelig å sovne.

Hovedmål. Det overordnede målet med dette forslaget er å midlertidig endre styrken på tilkoblingen i DMN ved å bruke cTBS før søvn og bestemme effekten på etterfølgende søvn. Dette prosjektet forventes å gi robuste foreløpige data som vil tillate mer omfattende forskning, inkludert en større oppfølgende klinisk studie for å bestemme effektiviteten av denne tilnærmingen for å forbedre søvnvansker hos militært personell.

Målet med dette prosjektet vil bli oppnådd gjennom følgende spesifikke mål:

Spesifikt mål 1: Bestem effekten av cTBS målrettet mot DMN på søvnkvalitet, hjernenevrokjemi, funksjonell tilkobling og neste dag kognitiv ytelse.

Etterforskernes arbeidshypotese er at i forhold til falsk behandling vil cTBS undertrykke nevral aktivitet i DMN, noe som fører til forbedringer i polysomnografisk (PSG) målte søvnparametere, og dette vil være assosiert med nevrokjemiske endringer og funksjonell tilkobling i DMN, og vil forbedre den kognitive ytelsen neste dag.

Etter å ha fullført dette spesifikke målet, er det forventede resultatet å ha bestemt effekten av cTBS på søvnkvalitet, timing og varighet, og identifisert hjernesystemene og nevrokjemiprofilene assosiert med denne endringen. Hvis det lykkes, vil dette representere proof-of-concept for en potensielt sikker ikke-farmakologisk metode for å lette søvnen, og denne informasjonen kan danne grunnlaget for oppfølgende forskning for å avgrense og ytterligere validere denne teknikken for potensielt å optimalisere søvn under en rekke militært relevante situasjoner.

Søvnløshet er rapportert som den vanligste søvnforstyrrelsen. Det kan variere i alvorlighetsgrad, men det vanligste symptomet er problemer med å opprettholde søvn. Andre manifestasjoner av søvnløshet inkluderer tidlig oppvåkning om morgenen og problemer med å sovne. I følge annen forskning er prevalensen 10 til 15 % avhengig av diagnostiske kriterier. Omtrent 50 % av personer som rapporterer søvnløshet har mer alvorlige symptomer som oppfyller kriteriene for søvnløshet. Søvnløshet er konseptualisert som en forstyrrelse av nattlig og dagtid hyperarousal. Denne opphisselsestilstanden er både en årsak og en konsekvens av søvnløshet. Søvnløshet forårsaker symptomer som påvirker mennesker på et kognitivt, emosjonelt og fysiologisk nivå. Personer med søvnløshet rapporterer ofte om følelsen av overdreven bekymring, rasende tanker og selektiv oppmerksomhet. Fysiologisk er søvnløshet assosiert med økt stoffskifte i hele kroppen, økte kortisolnivåer, økt blodtrykk og forhøyet glukoseforbruk i hjernen under både våken og sovende tilstand. Stressfaktorene ved kronisk søvnløshet er også forbundet med økt risiko for å utvikle psykiske lidelser som depresjon og angstlidelser.

Et stort antall militært personell rapporterer om betydelige søvnvansker eller kronisk søvnbegrensning. Faktisk får omtrent 42 % av militært personell regelmessig fem timers søvn eller mindre per natt, et nivå som er utilstrekkelig til å opprettholde optimal årvåkenhet, årvåkenhet og beslutningstaking. Det har blitt rapportert at opptil 85 % av militærtjenestemedlemmer oppfyller kriteriene for en klinisk relevant søvnforstyrrelse, med omtrent 25 % som har en primær klage på søvnløshet (dvs. problemer med å falle eller holde seg i søvn). Farmakologiske søvnmedisiner kan være effektive i noen situasjoner, men kan også være kontraindisert i driftsmiljøer der årvåkenhet er integrert. Fordi søvnproblemer er blant de største klagene til militært personell og kan ha dyp innvirkning på styrkeberedskapen, er det avgjørende at det utvikles nye tilnærminger for å minimere søvnløshet og søvnproblemer.

TMS er en hjernestimuleringsteknikk som utgjør langt færre sikkerhetsrisikoer og uheldige opplevelser enn sin forgjenger, elektrokonvulsiv terapi. TMS har vært Food and Drug Administration (FDA)-godkjent og funnet effektivt for bruk i tilfeller av behandlingsresistent depresjon, men har også blitt brukt off-label for å behandle OCD og andre psykiatriske lidelser. TMS har vist overlegen effekt ved behandling av primær søvnløshet enn både typiske medisiner eller psykoterapibehandlinger. I tillegg ble TMS fra høyre parietallapp vist å være effektivt for å lindre symptomer på komorbid angst og søvnløshet.

I lek-termer fungerer TMS ved å målrette elektromagnetiske felt mot bestemte hjerneområder fra utsiden av kroppen. Disse elektromagnetiske feltene skaper en strøm i hjernen via elektrokjemisk avfyring av hjerneceller (nevroner). Denne prosessen kan påvirke funksjonen til de målrettede hjerneområdene ved enten å lette eller svekke funksjonell tilkobling i et bestemt nettverk av sammenkoblede hjerneregioner, for eksempel nettverket assosiert med dagdrømmer og selvrefererende tanke (DMN).

Formen for TMS som skal brukes i denne studien, kontinuerlig theta burst (cTBS), tillater induksjon av midlertidig hemming av kortikal aktivitet ved å bruke en mye kortere stimuleringslengde sammenlignet med rTMS (repetitiv transkraniell magnetisk stimulering). Denne protokollen ble valgt for sin evne til å hemme, i stedet for å stimulere, aktivitet i DMN. Tidligere forskning med cTBS har vist at denne teknikken trygt og midlertidig kan svekke funksjon og tilkobling i målrettede hjerneområder. Derfor antar etterforskerne at en mild forstyrrelse av DMN-aktivering ved bruk av cTBS før søvn vil lette søvnutbruddet blant individer som oppfyller kriterier for primær søvnløshet, og etterforskerne foreslår videre at denne endringen vil være assosiert med målbare endringer i DMN-tilkobling og nevrokjemi. For å teste denne hypotesen vil etterforskerne stimulere en node av DMN omtrent to timer før leggetid ved å bruke cTBS for å redusere aktivering og tilkobling i de stimulerte områdene.