Ikke-invasiv BCI og applikasjonsverifisering for deprimerte mennesker

Denne studien tar sikte på å etablere en BCI-reguleringsordning og -system for personer med mdd, og å gjennomføre validering for denne søknaden. Fire mer detaljerte innhold er under utforming, inkludert 1. å gi biologiske markører i hjerneregioner, kretser og nettverk som sannsynligvis er relatert til MDD, 2. vurderingsmodeller av hjernens tilstand og multivariate signalkartleggingsmodeller, 3. virtuelle reguleringsparadigmer, evalueringer av effekten av reguleringen, og 4. multimodal informasjonsinnsamling og regulering av programvare og maskinvareteknologier.

Shanghai Mental Health Center, som sponsorinstitusjon, har en tendens til å rekruttere MDD-pasienter fra daglig poliklinisk tjeneste. Pasientenes personopplysninger vil bli notert og deretter vil pasientene gjennomgå ulik vurdering på nivå av depresjon, angst, anhedoni, manisk tilstand, kognitiv status, effekt og bivirkninger av den aktuelle behandlingen, og deres biologiske rytme, søvn, kvalitet på liv osv. Perifert blod vil bli tatt ut for ulike potensielle biomarkører, samt multimodal informasjon som EEG, øyebevegelser, magnetisk resonansavbildning, magnetoencefalogram, fNIRS, og etc. Sammenlign deretter følgende laboratorieindikatorer mellom deprimerte pasienter og friske individer som forskjeller i konsentrasjon og genuttrykk av perifere blodinflammatoriske faktorer, oksidativt stressindikatorer, hjerneavledede nevrotrofiske faktorer, hjerneavbildning, elektrofysiologi, blodoksygen og etc. Arbeidet ovenfor er å oppnå spesifikke nevrobiologiske markører for MDD.

Intervensjonstiltak er som følger:

1. Tradisjonell medisin med SSRI. MDD-pasienter vil gis forskjellige SSRI-medisiner og gjennomgå en to ukers behandling, hvoretter ovennevnte vurderinger vil bli gjort på nytt for å evaluere effekten og bivirkningene av den nåværende behandlingen. For MDD-pasienter med anhedoni kan andre medisiner vurderes som Voxetine og Bupropion.
2. rTMS kombinert med tradisjonell SSRI-medisin. De nåværende hjerneregionene som er valgt for rTMS inkluderer dorsolateral prefrontal cortex. I denne delen har studien en tendens til å finne ut nye potensielle hjerneregioner egnet for fysisk behandling hos MDD-pasienter. De betraktede hjerneområdene inkluderer orbitofrontal cortex, cerebellum og andre. Den bruker en klassisk 8-formede spoler, sommerfuglspoler, dype spoler, etc., nevral navigasjon for å lokalisere stimuleringsmål.
3. Behandling basert på nevrobiologisk tilbakemelding. I denne typen behandling blir MDD-pasienter behandlet med nevrobiologisk tilbakemelding og vil bli overvåket av EGG for å fange unike og spesifikke hjernebølger som kan anses som bare funnet hos MDD-pasienter. Denne behandlingen innebærer å bruke forskjellige psykologiske paradigmer inkludert klassiske kognitive forskningsparadigmer for å evaluere resultatet av nevrontrening og kognitiv funksjon etter behandling.

Andre teknologier som brukes i denne studien inkluderer:

1. Funksjonell magnetisk resonansavbildning. Hjernebilder vil bli tatt under forskjellige funksjonelle oppgaver som emosjonell matching, Monetary Incentive Delay Task (MID). Disse bildene vil bli videre analysert for å finne ut nevromekanismen til MDD. Vi vil bruke 3T Siemens PRISMA, og samle inn data fra rs-fMRI、DTI、T1、T2 og fMRI.
2. Elektroencefalografi. I denne delen vil etterforskerne bruke det trådløse EEG-systemet for tørrelektroder DSI-24. Hvert individ vil gjennomgå EEG-innsamlingseksperimenter, i det minste samle inn EEG-data i hviletilstand (med lukkede øyne og åpne).
3. Deteksjon av øyebevegelser. Øyebevegelser vil spores ved hjelp av Tobii Pro Spectrum.
4. Funksjonell nær-infrarød spektroskopi. Pasienter vil utføre forskjellige oppgaver under overvåking av en bærbar fNIRS-enhet kalt Nirsport2 trådløst bærbart NIRS-bildesystem. Den består av en 8-kanals LED-belysning og 8-kanals aktiv sensor for fiberløs optisk deteksjon. Under oppgavene vil enheten gi verdien og endringene i nivået av oksyhemoglobin og deoksygenert hemoglobin observert hos forsøkspersonene.
5. Magnetoencefalogram. MEG er en fullstendig ikke-invasiv funksjonsdeteksjonsteknikk, mye brukt i utvikling og forskning av hjernefunksjon og klinisk diagnose av hjernesykdommer. MEG bruker en sensitiv magnetisk sensor SQUID (Superconducting Quantum Interferometer), som er plassert rundt hodet for å måle det unormalt svake magnetfeltet som genereres av nevronal aktivitet. De påviste magnetiske signaldataene vil deretter bli analysert og behandlet av en datamaskin og lagt over magnetisk resonansavbildning (MRI). Gjennom programvare for 3D-avbildning kan resultatene bli mer intuitive, noe som gjør at MEG har ekstremt høy tidsmessig og romlig oppløsning.

MDD-pasienter vil bli delt inn i ulike behandlingsgresskar basert på deres tilstand og om den valgte behandlingen vil være best egnet for dem. Alle individer vil gjennomgå de ovennevnte vurderingene for å etablere en omfattende, multimodal informasjonsdatabase, og til slutt etter å ha sammenlignet resultatet før og etter behandlingen, prøver studien å finne ut nye og effektive tiltak og validere deres gjennomførbarhet.