Neurofeedback w klinicznym wysokim ryzyku

Identyfikacja nieprawidłowości w mózgu u pacjentów z pierwszym epizodem schizofrenii (SZ) dostarczyła dowodów na to, że nieprawidłowości związane z chorobą rozwijają się przed psychozą i pomogła przenieść uwagę na identyfikację przedpsychotycznego, klinicznego wysokiego ryzyka (CHR) okresu prodromalnego psychozy 11,12 metaanaliza wykazała, że ​​u osób z CHR ryzyko rozwoju psychozy jest zwiększone i wynosi 11% po 6 miesiącach, 15% po 12 miesiącach, 20% po 24 miesiącach i 23% po 36 miesiącach8. Co więcej, nasza praca i inne prace pokazują, że osoby z CHR wykazują deficyty zarówno w funkcjonowaniu mózgu, jak i poznaniu podobne do tych w SZ 1,8. Należą do nich hiperłączność sieci w trybie domyślnym (DMN) (między przyśrodkową korą przedczołową (MPFC) a tylną korą obręczy (PCC)) i zmniejszoną antykorelację MPFC-grzbietowo-boczna kora przedczołowa (DLPFC: część centralnej sieci wykonawczej (CEN)) w CHR, podobne do ustaleń zgłoszonych w SZ. Wyniki te nie tylko wskazują, w jaki sposób nieprawidłowe funkcjonowanie mózgu przyczynia się do rozwoju SZ, ale także motywują do poszukiwania sposobów zmiany trajektorii choroby. Zatem w części R61 aktualnej aplikacji zbadamy skuteczność neurofeedbacku fMRI w czasie rzeczywistym wzmocnionego medytacją uważności (rt-NFB) w zmniejszaniu hiperłączności DMN i zwiększaniu antykorelacji MPFC-DLPFC po NFB, podobnie jak w przypadku co zaobserwowaliśmy w przewlekłej SZ i oceniamy poziomy glutaminianu (Glu) i kwasu gammaaminomasłowego (GABA) w MPFC, PCC i DLPFC. W R33 przetestujemy skuteczność rt-NFB na większej próbie, zbadamy związek między zmianami sieci neuronowej, w których pośredniczy rt-NFB, a pomiarami behawioralnymi (zmniejszenie objawów i poprawa pamięci roboczej (WM)/funkcji uwagi). Zbadamy również zmiany poziomu komórkowego za pomocą pomiarów Glu i GABA za pomocą spektroskopii rezonansu magnetycznego (MRS), aby uzyskać pełniejsze zrozumienie zjawisk komórkowych leżących u podstaw rt-NFB. Aplikacja ta opiera się na trzech źródłach dowodowych: 1. Grant Fogarty'ego (PI: Stone, współPI: Niznikiewicz, Whitfield-Gabrieli) pokazujący hiperłączność MPFC-PCC i jej korelację z wynikami SIPS w CHR (patrz dane wstępne (PD)); 2. Wyniki R21 (PI: Niznikiewicz) pokazujące, że rt-NFB może zmniejszać aktywację BOLD w zakręcie skroniowym górnym (STG) 13 i hiperłączność w DMN 14 w SZ, co z kolei było powiązane ze zmniejszeniem halucynacji słuchowych (AH) ; oraz 3. R61/33 (mPI: Niznikiewicz, Whitfield-Gabrieli)), który potwierdził, że rt-NFB może modulować łączność DMN i aktywację STG w SZ za pomocą AH. Bazując na naszym PD i istniejącej literaturze, w R61 proponujemy, że: 1) rt-NFB skierowany na DMN doprowadzi do redukcji hiperłączności MPFC-PCC i wzrostu antykorelacji MPFC-DLPFC. Dla R33 proponujemy 1). potwierdzić te ustalenia na większej niezależnej próbie 2) pokazują, że poprawa hiperłączności MPFCPCC i antykorelacji MPFC-DLPFC doprowadzi odpowiednio do poprawy objawów klinicznych i funkcji poznawczych; oraz 3) zmiany w łączności w stanie spoczynku (rs) będą powiązane ze zmianami w poziomach Glu i GABA po rt-NFB, jak oceniono na podstawie kolokalizowanych zmian komórkowych i łączności przed i po rt-NFB.

FAZA R61: Przegląd: Zademonstrujemy zaangażowanie celu mózgowego, tj. redukcję łączności rs MPFC-PCC. Przetestujemy 40 CHR losowo przydzielonych do 1) jednej sesji rt-NFB skierowanej na DMN (real-rt-NFB; N=20) 2) pozornie-rt-NFB (N=20) (rt-NFB uzyskany z kory ruchowej aktywacja). Przetestujemy 20 HC jako grupę porównawczą. Redukcja łączności rs MFC-PCC w rzeczywistej grupie rt-NFB po rt-NFB będzie kryterium R61 GO. Będziemy również zbierać dane MRS z MPFC, PCC i DLPFC.

Cel 1: Angażowanie celów mózgowych za pomocą rt-NFB. Na podstawie PD przewidujemy zmniejszenie łączności rs DMN w rzeczywistej grupie rt-NFB otrzymującej rt-NFB z DMN-CEN, ale nie w pozorowanej grupie rt-NFB. (Kryteria R61 GO).

Cel 2: Pomiar Glu i GABA (eksploracyjny) w interesujących wokselach MPFC, PCC i DLPFC (VOI). FAZA R33: Przegląd: W CHR zastosujemy randomizowane badanie z częściowym schematem krzyżowym: CHR zostanie przydzielone losowo do prawdziwej sesji rt-NFB (N=30) lub jednej pozorowanej sesji rt-NFB (N=30), po której następuje prawdziwa sesja rt-NFB.; Jednorazowo zostanie przeskanowanych 30 HC. MRS w dwóch VOI będzie rejestrowany przed i po każdej sesji rt-NFB (rzeczywistej lub pozorowanej). Powtórzymy ustalenia R61 i powiążemy je z danymi klinicznymi i poznawczymi. Kryteria R33 GO (do przyszłych badań): replikacja wyników R61, znaczące zmniejszenie objawów klinicznych związane ze zmniejszeniem łączności MPFC-PCC i poprawa funkcji poznawczych związana ze wzrostem antykorelacji MPFC-DLPFC, post-rt-NFB.

Cel 1: Powtórzenie R61 Cel 1: Przewidujemy, że rt-NFB kierowany przez DMN spowoduje zmniejszenie łączności rs MPFC-PCC i zwiększoną antykorelację MPFC-DLPFC tylko w rzeczywistej grupie rt-NFB.

Cel 2: Wykazanie związku pomiędzy łącznością rs DMN i zmianami klinicznymi oraz antykorelacjami MPFC-DLPFC i zmianami poznawczymi, po rtfMRI. Przewidujemy: powiązania pomiędzy 1) zmniejszeniem łączności MPFC-PCC i zmniejszeniem wyników SIPS oraz 2) wzrostem antykorelacji MPFC-DLPFC i poprawą WM/uwagi tylko w prawdziwej grupie rt-NFB (patrz PD).

Cel 3: Kolokalizacja danych MRS i fMRI: Zmierz Glu i GABA w dwóch wybranych, indywidualnie zdefiniowanych VOI (w oparciu o dane rs) przed i po rt-NFB w CHR i HC na początku badania.

Cel 4: (eksploracyjny) Skorelowanie Glu/GABA (patrz Cel 3, aby poznać definicje VOI) z łącznością rs oraz danymi klinicznymi i poznawczymi, post-rt-NFB. W oparciu o nasze PD przewidujemy 1) pozytywne powiązania między poziomami MPFC GABA i antykorelacjami MPFC-DLPFC oraz poprawą WM/uwagi. 2) Powiązania proporcji Glu/GABA z redukcjami łączności MPFC-PCC i redukcjami wyników SIPS.