TMS baseado em coeficiente de correlação espectral (STMS)

Acredita-se que o benefício terapêutico da Estimulação Magnética Transcraniana repetitiva (rTMS) para o tratamento do Transtorno Depressivo Maior (MDD) dependa do envolvimento das redes funcionais cerebrais (FNs). O envolvimento depende de uma interação entre a frequência de estimulação rTMS e a frequência oscilatória preferida da rede alvo para aquele indivíduo. Relatamos aqui um novo método para interrogar o alvo de tratamento do córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo (DLPFC) para identificar a frequência ideal para o envolvimento da rede de controle frontoparietal (FCN) para cada indivíduo. 23 indivíduos com MDD foram estimulados com trens rTMS de 40 pulsos em frequências variando de 3 a 17 Hz em incrementos de 0,2 Hz, além de uma estimulação intermitente theta burst (iTBS) separada, para um total de 70 interrogações de frequência. O envolvimento do FN foi avaliado usando registros TMS-EEG contínuos de alta densidade e medição da mudança na densidade do coeficiente de correlação espectral (SCC) entre o DLPFC esquerdo e outras áreas do cérebro após cada interrogatório. Todos os sujeitos tinham uma ou mais bandas de frequência que mostravam altos valores de SCC em vários FNs, independentemente da frequência do interrogatório. Os indivíduos que apresentaram resposta clínica a rTMS de 10 Hz mostraram aumentos no SCCD sobre as conexões FCN em resposta ao interrogatório de 10 Hz, mas não em resposta ao interrogatório em outras bandas. Houve uma forte associação entre o aumento de SCCD em FCN e o grau de melhora nos sintomas depressivos após 2 e 6 semanas de tratamento. Esses achados sugerem que a densidade do SCC pode ser útil para identificar frequências de estimulação rTMS que estão associadas a benefícios terapêuticos em MDD. Este estudo examinará a viabilidade usando esses achados para determinar se o tratamento com rTMS determinado pelo SCC pode beneficiar indivíduos com Transtorno Depressivo Maior.

INTRODUÇÃO E FUNDAMENTAÇÃO

Foi relatado que a Estimulação Magnética Transcraniana Repetitiva (rTMS) alivia os sintomas do Transtorno Depressivo Maior (MDD) quando administrada em várias frequências de estimulação diferentes: 1, 5, 10, 15, 18 e 50 Hz (estimulação theta burst, ou TBS ) todos relataram fornecer benefícios clínicos. É difícil comparar a eficácia dessas diferentes frequências de estimulação devido às diferenças no desenho do estudo e às limitações do tamanho da amostra, mas há evidências significativas de eficácia para cada uma dessas frequências quando aplicadas a um ou mais alvos de estimulação.1 Não houve estudos diretos para comparar diferentes frequências de estimulação em indivíduos individuais para determinar se os indivíduos têm respostas clínicas semelhantes a mais de uma frequência de estimulação.

Uma característica que é compartilhada por todas as frequências de rTMS é que, enquanto a estimulação está em andamento, os picos neuronais e as oscilações contínuas são sincronizadas com a frequência da estimulação (Fröhlich e McCormick, 2010; Thut et al., 2011). Acredita-se que essa modulação da atividade oscilatória cerebral seja a base dos efeitos terapêuticos da rTMS para MDD. , Foi demonstrado que o arrastamento das oscilações cerebrais modifica a atividade cerebral em uma variedade de redes funcionais (FNs), com alterações nas oscilações associadas a alterações no desempenho da tarefa, atividade oscilatória local, padrões de conectividade e, no caso de redes motoras, acoplamento corticospinal.

Diferentes frequências de estimulação rTMS têm efeitos distintos no envolvimento do FN e no desempenho da tarefa. Esses efeitos diferenciais são consistentes com o fato de que os FNs têm uma ou mais frequências ressonantes preferidas que medeiam a conectividade dentro e entre as redes (Hacker et al., 2017 , , , Os efeitos da estimulação rTMS dependem da interação entre a frequência da estimulação e a atividade oscilatória contínua do(s) FN(s) alvo: o padrão oscilatório da região cerebral específica que está sendo estimulada (conforme medido com eletroencefalografia [EEG]) é um dos principais determinantes do envolvimento da rTMS com o(s) FN(s) associado(s)3 e os efeitos no desempenho da rede.

A rede de controle frontoparietal (FCN) é de particular interesse no MDD porque está desregulada no MDD, com o grau de disfunção relacionado à gravidade dos sintomas depressivos. O alvo de estimulação neuroanatômica rTMS mais comumente usado é o córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo (DLPFC), que é um centro crítico do FCN. Além disso, o FCN desempenha um papel crucial integrando a função de vários outros FNs. , , 10 Hz é a estimulação rTMS mais comumente usada para estimular o alvo DLPFC esquerdo, mas não foi estabelecido que essa frequência seja ideal para envolver o FCN. Múltiplas frequências de estimulação têm efeitos diferenciais no FCN, alterando as interações do FCN com a rede de modo padrão (DMN) de excitatório para inibitório. Esse achado é consistente com o fato de que o ajuste da frequência de estimulação afeta quais nós dentro de um único FN são ativados, a extensão em que a estimulação rTMS envolve local versus local. módulos de rede distantes e altera seletivamente o envolvimento entre um FN e uma região cerebral afiliada. Sabe-se que a conectividade FCN é mediada por múltiplas frequências que variam de 2 Hz (banda delta) a 20 Hz (banda beta) (Johnson et al., 2019; Lopez et al., 2019; Cooper et al., 2015; 18).

O presente estudo foi realizado para determinar se era possível identificar os efeitos diferenciais da frequência do tratamento rTMS no envolvimento do FCN durante o tratamento rTMS de MDD, por meio do exame do acoplamento de frequência em um amplo espectro de frequências de estimulação dentro do FCN. Foi recentemente relatado que mudanças na conectividade espectral de todo o cérebro na banda de frequência (correlação espectral alfa, ou SC) de pré para pós- a primeira sessão de 10 Hz rTMS aplicada ao DLPFC esquerdo previu o resultado de um curso de 30 tratamentos com rTMS . No estudo atual, examinamos a correlação espectral em um amplo espectro de frequência após uma série de "interrogações" rTMS variando de 3 Hz a TBS. Isso nos permitiu gerar um coeficiente de correlação espectral (SCC) em todo esse espectro de frequência e determinar quais frequências de estimulação levariam a um aumento de SCC dentro do FCN. Este estudo hipotetiza que: 1) o padrão de resposta de frequência de cada sujeito mostraria uma ou mais frequências distintas de estimulação que geraram aumento da CCS; 2) esses padrões de resposta de frequência difeririam entre os indivíduos, mas seriam altamente reprodutíveis entre os indivíduos ao longo de um tratamento com rTMS; e, 3) os indivíduos com aumentos concentrados em FCN SCC (aumento da densidade de SCC) após interrogatório de 10 Hz teriam maior probabilidade de apresentar resposta clínica ao tratamento de 10 Hz rTMS.

OBJETIVO DO ESTUDO

O objetivo principal deste estudo é demonstrar a viabilidade do tratamento com rTMS para depressão em frequências de estimulação diferentes de 10 Hz. Objetivos.

1. determinar se o padrão de resposta de frequência de cada sujeito mostra uma ou mais frequências distintas de estimulação que geraram aumento da CCS;
2. para determinar se esses padrões de resposta de frequência diferem entre os assuntos; e,
3. Reunir dados piloto para um aplicativo de financiamento extramural para investigar a eficácia do tratamento rTMS em frequências de estimulação individualizadas como uma alternativa ao protocolo padrão de 10 Hz.