Przyczynowa rola obwodów frontostriatalnych w zachowaniu ukierunkowanym na cel (NANCY)

To badanie jest pilotażowym, czterosesyjnym badaniem krzyżowym z przezczaszkową stymulacją magnetyczną (TMS), elektroencefalografią (EEG) i rezonansem magnetycznym (MRI) w celu zrozumienia przyczynowej roli sprzężenia delta-beta w zachowaniu ukierunkowanym na cel w grzbietowo-bocznej kory przedczołowej (dlPFC) do obwodu prążkowia grzbietowego. Uczestnicy, którzy poproszą o udział w eksperymencie, przedstawią ustną, udokumentowaną zgodę na poddanie się telefonicznemu badaniu przesiewowemu w celu oceny, czy uczestnik spełnia wstępne kryteria wykluczenia/włączenia. Uczestnicy wypełniają przez telefon formularz badania MRI i TMS, aby upewnić się, że kwalifikują się do udziału w badaniu.

Pierwsza sesja będzie sesją EEG z zadaniem podejmowania decyzji w oparciu o nagrodę. Na początku sesji badacze uzyskają pisemną świadomą zgodę. Następnie badacze przeprowadzą test ciążowy, jeśli to konieczne. Uczestnicy przejdą pięć testów: Skala Przyjemności Snaitha Hamiltona, System Aktywacji Behawioralnej i System Hamowania Zachowań, Skala Czasowego Doświadczania Przyjemności, Inwentarz Stanu-Cechy Lęku oraz Skala Reakcji Ruminacyjnych. Należy zauważyć, że uczestnicy pochodzą z dogodnej próby i nie wymaga się od nich zdiagnozowania dużego zaburzenia depresyjnego. Dlatego te oceny zostały wybrane, ponieważ badają różne cechy osobowości, które mogą mieć znaczenie dla wykonania zadania.

Obliczane są wymiary skóry głowy każdego uczestnika i stosowana jest sieć EEG. Następnie uczestnicy wykonują zapis EEG w stanie spoczynku przy otwartych i zamkniętych oczach. Następnie udoskonalona wersja Wydatku wysiłku na nagrodę (S-EEfRT) jest zakończona. Dane te służą jako podstawowy pomiar aktywności mózgu bez jakiejkolwiek formy stymulacji. Ta sesja trwa około 1,5 godziny. Po każdym bloku zadania trudność zadania będzie się zwiększać lub zmniejszać w zależności od wydajności. Na koniec sesji, jeśli uczestnik wybierze wykonanie trudnego zadania przez więcej niż 85% czasu lub mniej niż 15% czasu, wówczas uczestnik nie zostanie zaproszony na kolejną sesję eksperymentu. Uczestnicy, którzy nie zmieniają dynamicznie swojej reakcji w oparciu o zachętę, nie są zaangażowani w odpowiednie konstrukty poznawcze badane w tym badaniu.

Druga sesja odbywa się w placówce MRI. W ciągu 24 godzin przed tą sesją uczestnicy wypełniają formularz badania MRI, aby upewnić się, że kwalifikują się na podstawie typowych przeciwwskazań do MRI. W ciągu 60 minut skanowania uzyskuje się 5-minutowy strukturalny MR, a pozostały czas wykorzystuje się na ukończenie jak największej liczby bloków S-EEfRT. Minimalna liczba sesji wymaganych do wykorzystania danych to 5 bloków, co wymaga około 25 minut na zebranie. Jeśli uczestnik nie był w stanie ukończyć wymaganej liczby sesji, zostanie wykluczony z badania. Funkcjonalne dane MRI są analizowane przed trzecią i czwartą sesją w celu zlokalizowania regionów grzbietowo-bocznej kory przedczołowej (dlPFC) i przyśrodkowej kory przedczołowej (mPFC) do stymulacji. W analizie lokalizacji rysowany jest obszar maski zainteresowania w głowie lewego jądra ogoniastego iw lewym jądrze półleżącym oraz region w dlPFC i mPFC ze szczytową łącznością funkcjonalną w łączności funkcjonalnej opartej na zadaniach z tymi regionami. W zbiorze danych pilotażowych zebranych przez badaczy stwierdzono, że kontrast tras, w których podjęto decyzję o wykonaniu zadania trudnego, w porównaniu z próbami, w których wybrano zadanie łatwe, był wystarczający do zlokalizowania przedniego środkowego zakrętu czołowego. Kontrast prób, w których oferowano wysoką i niską zachętę, był wystarczający do zlokalizowania przyśrodkowej kory przedczołowej. W związku z tym badacze wybiorą regiony w tych obszarach anatomicznych o maksymalnej łączności z odpowiednim jądrem w prążkowiu.

Kolejność regionów (dlPFC, a następnie mPFC lub mPFC, a następnie dlPFC) kierowanych przez TMS w trzeciej i czwartej sesji zostanie wybrana losowo i zrównoważona. W trzeciej i czwartej sesji uczestnicy wypełnią formularz przesiewowy przeciwwskazań TMS. Ten sam formularz kontrolny TMS będzie administrowany przez telefon i na początku każdej sesji TMS. W przypadku niejasności w przeciwwskazaniach do formularza TMS następuje konsultacja z monitorem medycznym będącym epileptologiem i uzyskanie ostatecznej zgody. Uczestnicy zostaną wyposażeni w niskoprofilową sieć EEG. W trzeciej sesji próg motoryczny każdego uczestnika zostanie obliczony za pomocą pojedynczego impulsu TMS do pokrętła lewej pierwotnej kory ruchowej z monitorowaniem motorycznego potencjału wywołanego w czasie rzeczywistym za pomocą elektrod na pierwszym mięśniu międzykostnym grzbietowym. Naukowcy mogą również wykorzystać widoczne drgania do obliczenia progu motorycznego. Próg ruchowy definiuje się jako procentową moc wyjściową stymulatora, gdy potencjał wywołany motorycznie lub widoczne drgnięcie jest obserwowane przez około 50% czasu. Podczas czwartej sesji zostanie użyta ta sama intensywność stymulatora, co podczas sesji trzeciej. Strukturalny MRI i obszary zainteresowania (dlPFC i mPFC) są importowane do oprogramowania neuronawigacyjnego. Uczestnik nosi trójwymiarową opaskę śledzącą stereotaktycznie, a jego głowa jest rejestrowana w strukturalnym MRI przy użyciu współrzędnych kanonicznych na skórze głowy. Następnie cewka TMS jest kierowana na mPFC lub dlPFC, a pozycja cewki względem głowy jest zapisywana przez całą sesję. Uczestnik wykonuje S-EEfRT, gdy wzorcowe pociągi TMS są dostarczane podczas każdej próby. Każdy blok badania jest losowo przydzielany do otrzymywania wzorca delta-beta (trójki impulsów TMS o częstotliwości 20 Hz co 3 Hz), wzorca theta-gamma (trójki impulsów o częstotliwości 50 Hz co 5 Hz) lub wzór arytmii (taka sama liczba impulsów i czasu trwania z losowym odstępem między impulsami). Po stymulacji dostarczany jest kwestionariusz z typowymi skutkami ubocznymi TMS. Na podstawie wyników kwestionariusza skutków ubocznych stymulacji przeprowadzany jest ustrukturyzowany wywiad dotyczący zdarzeń niepożądanych, aby uzyskać więcej informacji na temat wszelkich skutków ubocznych, które zostały określone przez uczestnika jako „bardzo wysokie”. Trzecia i czwarta sesja potrwają około dwóch godzin.