Wykorzystanie rTMS do doskonalenia teorii umysłu wśród dorosłych z autyzmem i zespołem Aspergera

Autyzm i zespół Aspergera to trwające całe życie zaburzenia neurorozwojowe, które wiążą się ze znacznymi nieprawidłowościami społecznymi, komunikacyjnymi i behawioralnymi. Upośledzenia społeczne są prawdopodobnie najbardziej wyniszczającym aspektem tych zaburzeń i utrzymują się w wieku dorosłym, powodując trudności w różnych dziedzinach, w tym w zatrudnieniu, edukacji i relacjach międzyludzkich. To upośledzenie często wiąże się również z dodatkowymi problemami ze zdrowiem psychicznym, w tym depresją i lękiem, przy czym te pierwsze dotykają aż 40% osób z autyzmem (Stewart, Barnard, Pearson, Hasan i O'Brien, 2006). Sugerowano, że podstawowym deficytem leżącym u podstaw dysfunkcji społecznych w autyzmie i zespole Aspergera jest upośledzenie „teorii umysłu” (ToM) (Baron-Cohen i in., 2005).

Ważny aspekt poznania społecznego, ToM odnosi się do umiejętności wykorzystywania wskazówek środowiskowych do wnioskowania o stanach psychicznych innych osób. Obejmuje uznanie, że inne osoby doświadczają myśli, uczuć, intencji i pragnień, które mogą różnić się od naszych. ToM ma kluczowe znaczenie dla funkcjonowania społecznego, pozwalając nam przewidywać zachowanie innych i doceniać ich perspektywę, ułatwiając w ten sposób efektywne interakcje społeczne.

ToM został oceniony za pomocą szeregu zadań behawioralnych. Takie zadania zazwyczaj ilustrują scenariusz społeczny, a celem zadania jest zidentyfikowanie różnych aspektów stanu psychicznego postaci. Coraz częściej badacze rozróżniają poznawczą ToM, która obejmuje wnioskowanie o przekonaniach, wiedzy lub pamięci innej osoby, oraz afektywną ToM, która dotyczy przewidywania stanów emocjonalnych innych osób (Shamay-Tsoory i Aharon-Peretz, 2007).

Miary poznawcze ToM obejmują zadania związane z fałszywymi przekonaniami, których pomyślne ukończenie wymaga zrozumienia, że ​​inna osoba może mieć błędne przekonanie (fałszywe przekonanie pierwszego rzędu), a zatem różniące się od jej własnego przekonania, lub że inna osoba może posiadać błędne przekonanie o stanie psychicznym osoby trzeciej (fałszywe przekonanie drugiego rzędu; Harrington, Siegert i McClure, 2005). Inne kognitywne zadanie ToM obejmuje wnioskowanie o intencji z serii krótkich animacji, które demonstrują interakcje między obiektami innymi niż ludzie (np. kształty geometryczne; Castelli, Frith, Happe i Frith, 2002).

Natomiast afektywne miary ToM obejmują „zadanie oczu” (Baron-Cohen, Wheelwright, Hill, Raste, & Plumb, 2001), które wymaga wnioskowania o doświadczeniu emocjonalnym innej osoby wyłącznie poprzez prezentację ich oczu. Zadanie oczu jest uważane za miarę ToM, ponieważ obejmuje wnioskowanie o stanie psychicznym innej osoby na podstawie bodźców środowiskowych, ale w przeciwieństwie do zadań związanych z fałszywymi przekonaniami istnieje centralny składnik afektywny.

Dodatkowym testem ToM, który, jak się uważa, obejmuje zarówno poznawcze, jak i afektywne aspekty ToM, jest test faux pas (Stone, Baron-Cohen i Knight, 1998), który ocenia zdolność rozpoznania faux pas w kontekście serii winiety opisujące interakcje społeczne. Zdolność ta wymaga zrozumienia stanu psychicznego dwojga ludzi: osoby, która nieświadomie popełniła faux pas (Kognitywna ToM) oraz osoby, która może zostać urażona lub znieważona przez faux pas (afektywna ToM). Zatem wszystkie zadania TU dotyczą wnioskowania o innych stanach psychicznych, ale podczas gdy poznawcze zadania TK wymagają wnioskowania dotyczącego przekonań innych, zadania afektywne TK wymagają wnioskowania dotyczącego emocji innych.

Mózgowe podstawy ToM są coraz lepiej ugruntowane; ostatnie badania fMRI wykorzystujące poznawcze zadania ToM wskazują na powszechną aktywność czołowo-skroniową. Obejmuje to dwustronne bieguny skroniowe i prawą górną bruzdę skroniową (STS), które wydają się odzwierciedlać odpowiednio rolę pamięci i percepcji wzrokowej (Gallagher i Frith, 2003; Schultz i Robins, 2005). Uważa się jednak, że to aktywacja w obrębie obustronnej przyśrodkowej kory przedczołowej odzwierciedla wyjątkowy wkład w ToM. Gallagher i Frith (Gallagher & Frith, 2003) sugerują, że odrębny obszar w przyśrodkowej korze przedczołowej, obustronna przednia kora paracingulate (x = 8, y = 54, z = 1), jest kluczowym regionem dla zdolności ToM. Podczas gdy przyśrodkowa kora przedczołowa jest silnie zaangażowana w kognitywną ToM, sieci neuronowe rekrutowane podczas afektywnej ToM są nieco inne (pomimo znacznego nakładania się) i obejmują ciało migdałowate, korę oczodołowo-czołową i brzuszno-przyśrodkowe płaty czołowe oprócz obszarów skroniowych. Niedawne badanie uszkodzeń ToM potwierdza tę neuroanatomiczną dysocjację między poznawczym a afektywnym ToM (Shamay-Tsoory & Aharon-Peretz, 2007).

Istnieją istotne dowody na upośledzoną ToM w autyzmie i zespole Aspergera. Osoby z tymi zaburzeniami konsekwentnie wykazują opóźnioną lub upośledzoną wydajność zarówno w zadaniach poznawczych, jak i afektywnych ToM (Baron-Cohen, Jolliffe, Mortimore i Roberstson, 1997; Baron-Cohen, Leslie i Frith, 1985; Kaland, Smith i Mortensen, 2007 ; Rogers, Dziobek, Hassenstab, Wolf i Convit, 2007). Rzeczywiście, zasugerowano, że upośledzenie ToM jest podstawowym deficytem autyzmu i że leży u podstaw charakterystycznych objawów społecznych i komunikacyjnych (Baron-Cohen i in., 1985; Tager-Flusberg, 2001). Badania obrazowe wśród osób z autyzmem wykazują zmniejszoną aktywność przyśrodkowej kory przedczołowej, szczególnie podczas zadań poznawczych ToM (np. Castelli i in., 2002).

Uzasadnienie projektu

Dysfunkcja społeczna, w tym upośledzona ToM, jest prawdopodobnie najbardziej wyniszczającym aspektem autyzmu i związanych z nim zaburzeń. Obecnie istnieje niewiele opcji leczenia ukierunkowanych na te deficyty społeczne w autyzmie i zespole Aspergera. Rosnąca częstość występowania zaburzeń ze spektrum autyzmu (Chakrabarti i Fombonne, 2005) zapewnia, że ​​w następnej dekadzie zobaczymy bezprecedensową liczbę przypadków dorosłych; dlatego konieczne jest, abyśmy teraz opracowali skuteczne techniki terapeutyczne w celu zmniejszenia wpływu podstawowych objawów autystycznych. Przegląd danych obrazowania czynnościowego sugeruje, że obustronna przyśrodkowa kora przedczołowa jest obiecującym miejscem interwencji neurobiologicznej w tych grupach w celu poprawy ToM (szczególnie poznawczej ToM) i szerszego funkcjonowania społecznego.

Sugerujemy, że powtarzalna przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (rTMS) może być skuteczną techniką terapeutyczną w celu zwiększenia aktywności przyśrodkowej kory przedczołowej i poprawy ToM u osób z autyzmem, z oczekiwanymi korzyściami dla społecznych aspektów tego zaburzenia. rTMS to bezpieczna i nieinwazyjna technika polegająca na wielokrotnym podawaniu zlokalizowanych impulsów magnetycznych do odrębnego obszaru korowego. Zastosowany przy wysokich częstotliwościach rTMS zwiększa aktywność korową w miejscu stymulacji. Jest to szczególnie przydatne w warunkach klinicznych, gdzie rTMS jest podawany do obszaru korowego, który według obrazowania funkcjonalnego jest niedostatecznie aktywny w konkretnym zaburzeniu psychicznym (np. objawy zaburzenia. I odwrotnie, rTMS o niskiej częstotliwości zmniejsza aktywność korową w miejscu stymulacji.

Hipoteza/pytania badawcze

Postawiono hipotezę, że dwa tygodnie rTMS o wysokiej częstotliwości do przyśrodkowej kory przedczołowej, która ma zwiększyć aktywność korową w tym regionie, znacznie poprawi wydajność ToM (szczególnie poznawczą ToM) wśród osób z autyzmem lub zespołem Aspergera. Oczekuje się, że poprawa funkcji społecznych będzie widoczna po miesiącu od ostatniej sesji leczenia.

Metodologia, w tym projekt projektu i sekwencja procedur

Projekt ten będzie obejmował podawanie rTMS za pośrednictwem cewki systemu H „głębokiego TMS” (Brainsway Inc., Jerozolima, Izrael). Jest to podawane przez zmodyfikowaną cewkę TMS, ale wykorzystuje nasz istniejący sprzęt do stymulacji (Magstim), który był używany w naszych poprzednich badaniach rTMS. Ta cewka systemu H pozwoli na głębszą penetrację impulsu TMS, co zapewni dokładną stymulację części przyśrodkowej kory przedczołowej, która jest najbardziej istotna dla ToM. Badania bezpieczeństwa i skuteczności głębokiego TMS wskazują na równoważność z konwencjonalną cewką TMS (ósemkową) (Levkovitz i in., w druku; Zangen, Roth, Voller i Hallett, 2005).

To badanie jest próbą rTMS mającą na celu poprawę ToM i funkcji społecznych wśród dorosłych z autyzmem lub zespołem Aspergera. Dorośli, u których zdiagnozowano autyzm lub zespół Aspergera, zostaną losowo przydzieleni (za pomocą wygenerowanej komputerowo sekwencji liczb) do aktywnego rTMS lub stanu pozorowanego, w warunkach ścisłej podwójnie ślepej próby. Na podstawie wcześniejszych danych obrazowych rTMS zostanie podany do obustronnej przyśrodkowej kory przedczołowej. Badanie to obejmie głębokie TMS za pomocą cewki systemu H.

Przed sesjami rTMS uczestnicy zostaną poddani strukturalnemu i funkcjonalnemu rezonansowi magnetycznemu o wysokiej rozdzielczości (3T). Komponent fMRI ponownie będzie obejmował miary poznawcze i afektywne ToM. Korzystając z niezawodnych metod neuronawigacyjnych, skan mózgu każdej osoby zostanie wykorzystany do określenia miejsca na skórze głowy, które leży powyżej obszaru korowego będącego przedmiotem zainteresowania (obustronna przyśrodkowa kora przedczołowa), i które w związku z tym będzie celem dla rTMS.

Przed pierwszą sesją rTMS uczestnik wykona zestaw testów neurobehawioralnych, które oceniają teorię umysłu (np. zadanie fałszywego przekonania, test oczu, test faux pas). Aby ocenić, czy autyzm ma jakikolwiek wpływ na szerszy obszar funkcjonowania społecznego, uczestnikom zostanie również podany „Iloraz widma autyzmu” (AQ; Baron-Cohen, Wheelwright, Skinner, Martin i Clubley, 2001), pięćdziesiąt pozycji samoopisowych.

Na początku pierwszej sesji rTMS określimy spoczynkowy próg motoryczny (RMT) poprzez podanie TMS do lewej kory ruchowej i zarejestrowanie (poprzez EMG) odpowiedzi z mięśnia prawego kciuka. RMT ponownie definiuje się jako najniższą intensywność, przy której 3 z 5 kolejnych impulsów TMS daje odpowiedź EMG większą niż 50 µV.

Korzystając z głębokiej cewki TMS, uczestnicy otrzymają 15 minut aktywnego lub pozorowanego rTMS (5 Hz) każdego kolejnego dnia tygodnia przez okres dwóch tygodni. Podczas każdej sesji będzie 10 sekund rTMS 5 Hz, po których nastąpi 20 sekund odpoczynku. W związku z tym na każdą sesję będzie administrowanych 30 10-sekundowych pociągów rTMS 5 Hz.

Po ostatnim leczeniu rTMS, trzy miary ToM i AQ zostaną ponownie podane. Środki te będą następnie podawane jeden miesiąc po ostatnim leczeniu rTMS. Badacz stosujący te środki będzie ślepy na traktowanie uczestnika (tj. Aktywność lub wstyd).

Po zakończeniu miesięcznej obserwacji, uczestnicy zostaną odślepieni do swoich warunków badania. Ci, którzy zostali przydzieleni do stanu pozorowanego, otrzymają możliwość ukończenia dwóch tygodni aktywnego leczenia rTMS.

Analizy statystyczne i obliczenia liczebności próby

Ponieważ wpływ rTMS na ToM nie został zbadany, przeprowadzenie analizy mocy jest nieco trudne. Jednak w oparciu o wielkość próby z poprzednich badań rTMS, które obejmują modulację zdolności poznawczych (np. Giovannelli i in., 2006; Kwan i in., 2007; Tunik, Frey i Grafton, 2005) lub leczenie zaburzeń psychicznych ( np. Fitzgerald i in., 2006; Horacek i in., 2007), jesteśmy przekonani, że wielkość naszej próby będzie wystarczająca do wykrycia istotnego wyniku.

ANOVA zostanie wykorzystana do zbadania wpływu rTMS na przyśrodkową korę przedczołową na ToM.

Zmienne wynikowe będą obejmować nie tylko środki ToM, ale także skalę ocen odpowiednią dla autyzmu, aby określić funkcjonowanie społeczne i powiązane aspekty. W związku z tym przeprowadzimy ANOVA z powtarzanymi pomiarami dla każdego środka (przed, po i jeden miesiąc po rTMS), z grupą (aktywna vs. pozorowana) uwzględnioną jako zmienna międzyosobnicza.