Undersøke den dorsolaterale prefrontale cortex og sentralt ledernettverk for å forbedre nevromodulasjon ved depresjon

Det er et kritisk behov for mer effektive behandlinger for depresjon, som for tiden påvirker 20% av amerikanerne i løpet av livet vårt. Hjernestimuleringsbehandlinger, inkludert repeterende transkraniell magnetisk stimulering (rTMS), representerer frontlinjen for innovative tilnærminger ved direkte å målrette og korrigere spesifikke dysfunksjonelle hjernenettverk. Et kjernedysfunksjonelt nettverk ved alvorlig depressiv lidelse er frontoparietal central executive network (CEN), et nettverk som er kritisk for beslutningstaking og kognitiv kontroll. CEN inkluderer den dorsolaterale prefrontale cortex (dlPFC), målet for FDA-godkjent rTMS-behandling for depresjon. rTMS til dlPFC antas å forbedre depresjon ved å modulere lokal dlPFC-eksitabilitet og forbedre nedstrøms CEN-tilkobling. Imidlertid er vår evne til å undersøke CEN og studere denne potensielle mekanismen på individuell basis kritisk mangelfull, noe som sannsynligvis bidrar til suboptimale rTMS-remisjonsrater (20-40%). Vi antar at CEN-tilkoblingen er svekket i depresjon og kan moduleres maksimalt ved individualisering av lokalisering.

For å teste denne hypotesen, i en enkelt rTMS-dose, prospektiv, randomisert, dobbeltblind, cross-over-design med 50 deprimerte pasienter, vil vi prospektivt sammenligne styrken, varigheten og spesifisiteten til CEN-modulasjon etter en enkelt økt med dlPFC rTMS. Disse deltakerne vil være 18-65 år gamle og krever en gjeldende diagnose av alvorlig depressiv lidelse vurdert av Structured Clinical Interview for DSM5 (SCID-I62), med en PHQ9>10. Eksklusjonskriterier inkluderer kontraindikasjoner for MR-er (f.eks. implantert metall), historie med hodetraumer med tap av bevissthet, historie med anfall, nevrologisk eller ukontrollert medisinsk sykdom, misbruk av aktivt stoff, en historie med selvmordsforsøk det siste året, psykotiske eller bipolare lidelser, en tidligere historie med ECT- eller rTMS-svikt , og medisiner som reduserer anfallsterskelen betydelig (f.eks. bupropion, klozapin).

Etter diagnoseøkten vil deltakerne gjennomgå en 30-minutters MR-økt for å registrere strukturelle hjernedata. For de følgende øktene vil dlPFC bli målrettet for hver økt ved bruk av forskjellige metoder, og 10Hz dlPFC rTMS vil bli brukt veiledet av (a) individualisert CEN-målretting, (b) strukturell MR, (c) standard målretting av hodebunnen. For hver tilstand vil en enkelt økt med rTMS ved standardparametere (10Hz, 5s på, 10s av, 3000 totale pulser, 15 min varighet) utføres og endringer i CEN-tilkobling vil kvantifiseres ved bruk av pre/post dlPFC-stimulert parietal TMS- fremkalte potensialer (TEPs). dlPFC vil bli målrettet for rTMS ved bruk av tre metoder: (a) MR-veiledet med individuell CEN-optimalisering ved bruk av TEP-er, (b) MR-veiledet alene, og (c) standard målretting av hodebunnen (Beam F3-metode99). I tillegg vil en fjerde økt med sham rTMS brukes for å kontrollere effekter utenfor målet. Vi antar at mens hver aktive rTMS-metode (betingelse a-c) vil undertrykke p30 til TEP i CEN, vil optimalisert CEN-lokalisering ved bruk av individuelle TEP-er (betingelse a) indusere den sterkeste og mest spesifikke endringen i CEN i lengste varighet. Vårt primære resultat vil være parietal p30 CEN-modulasjon direkte etter rTMS. Sekundære utfall vil vurdere parietale p30-endringer i parietalnoden til CEN under rTMS (kvantifisering av p30 etter siste puls i hvert stimuleringstog) samt 15 og 30 minutter etter rTMS. Vi vil også vurdere pre/post rTMS atferdsendringer i oppmerksomhet med en standard kontinuerlig ytelsesoppgave og arbeidsminne ved å bruke en N-back-oppgave, som begge har vært implisert i CEN og depresjon100,101. rTMS-økter vil være trippelblindede for operatør, deltaker og statistiker. rTMS-økter vil bli adskilt med minst to dager for å fjerne potensielle varige effekter >24 timer, og rTMS-sesjonsrekkefølgen vil bli randomisert og motvekt for å redusere eventuell skjevhet.

Funn fra denne studien vil gi grunnlaget for en klinisk studie som sammenligner rTMS-behandlingsresultatet ved å bruke denne personlige målrettingsmetoden mot standard rTMS.