Neurofeedback em Alto Risco Clínico

A identificação de anormalidades cerebrais em pacientes com primeiro episódio de esquizofrenia (SZ) forneceu evidências de que anormalidades relacionadas à doença se desenvolvem antes da psicose e ajudou a desviar a atenção para a identificação de um período prodrômico pré-psicótico e clínico de alto risco (CHR) para psicose 11,12 Um estudo recente metanálises mostraram que indivíduos com RCC apresentam risco elevado de desenvolver psicose de 11% após 6 meses, 15% após 12 meses, 20% após 24 meses e 23% após 36 meses8. Além disso, nosso trabalho e outros demonstram que indivíduos com CHR apresentam déficits tanto na função cerebral quanto na cognição semelhantes aos do SZ 1,8. Estes incluem hiperconectividade de rede de modo padrão (DMN), (entre o córtex pré-frontal medial (MPFC) e o córtex cingulado posterior (PCC)) e anticorrelação reduzida de MPFC-córtex pré-frontal dorsolateral (DLPFC: parte de uma rede executiva central (CEN)) em CHR, semelhante aos resultados relatados em SZ. Esses resultados não apenas apontam para uma maneira pela qual a função cerebral anormal contribui para o desenvolvimento da SZ, mas também motivam a busca por abordagens para alterar a trajetória da doença. Assim, na parte R61 do pedido atual, examinaremos a eficácia do neurofeedback fMRI em tempo real aumentado pela meditação da atenção plena (rt-NFB) na redução da hiperconectividade DMN e no aumento das anticorrelações MPFC-DLPFC, pós-NFB, semelhante a o que observamos na SZ crônica e avaliamos os níveis de glutamato (Glu) e ácido gamaaminobutírico (GABA) em MPFC, PCC e DLPFC. No R33, testaremos a eficácia do rt-NFB em uma amostra maior, examinaremos a relação entre mudanças na rede neural mediadas por rt-NFB e medidas comportamentais (reduções nos sintomas e melhora na memória de trabalho (WM)/função atencional). Também examinaremos as mudanças no nível celular por meio de medidas de espectroscopia de ressonância magnética (MRS) de Glu e GABA para chegar a uma compreensão mais abrangente de quais fenômenos celulares estão subjacentes ao rt-NFB. Esta aplicação baseia-se em três fontes de evidência: 1. Subvenção Fogarty (PI: Stone, co-PI: Niznikiewicz, Whitfield-Gabrieli) mostrando hiperconectividade MPFC-PCC e suas correlações com pontuações SIPS em CHR (ver dados preliminares (PD)); 2. Resultados R21 (PI: Niznikiewicz) mostrando que o rt-NFB pode reduzir a ativação do BOLD no giro temporal superior (STG) 13 e a hiperconectividade no DMN 14 no SZ, que por sua vez foram associados a uma redução nas alucinações auditivas (AH) ; e 3. R61/33 (mPI: Niznikiewicz, Whitfield-Gabrieli)) que confirmou que o rt-NFB pode modular a conectividade DMN e a ativação do STG em SZ com AH. Com base em nossa PD e na literatura existente, em R61, propomos que: 1) o rt-NFB direcionado ao DMN levará a reduções de hiperconectividade MPFC-PCC e a um aumento nas anticorrelações MPFC-DLPFC. Para R33 propomos 1). confirmar essas descobertas em uma amostra independente maior 2) mostrar que melhorias na hiperconectividade do MPFCPCC e nas anticorrelações MPFC-DLPFC levarão a melhorias nos sintomas clínicos e na cognição, respectivamente; e 3) mudanças na conectividade do estado de repouso (rs) estarão relacionadas a mudanças nos níveis de Glu e GABA, pós-rt-NFB, conforme avaliado por mudanças celulares co-localizadas e de conectividade pré-vs pós-rt-NFB.

FASE R61: Visão geral: Demonstraremos o envolvimento do alvo cerebral, ou seja, a redução da rsconectividade MPFC-PCC. Testaremos 40 CHR randomizados para 1) uma sessão de rt-NFB direcionada ao DMN (real-rt-NFB; N = 20) 2) sham-rt-NFB (N = 20) (rt-NFB derivado do córtex motor ativação). Testaremos 20 HC como grupo de comparação de referência. A redução da conectividade rs MFC-PCC no grupo rt-NFB real pós-rt-NFB será o critério R61 GO. Também coletaremos dados MRS do MPFC, PCC e DLPFC.

Objetivo 1: Engajamento do alvo cerebral usando rt-NFB. Com base na PD, prevemos a redução da conectividade rs do DMN no grupo rt-NFB real que recebe rt-NFB do DMN-CEN, mas não no grupo simulado de rt-NFB. (critérios R61 GO).

Objetivo 2: Medir Glu e GABA (exploratório) em voxels de interesse (VOI) MPFC, PCC e DLPFC. FASE R33: Visão geral: No CHR, usaremos um ensaio randomizado, com desenho cruzado parcial: CHR será randomizado para rt-NFB real (N=30), ou uma sessão simulada de rt-NFB (N=30), seguido por sessão real de rt-NFB.; 30 HCs serão verificados uma vez. MRS nos dois VOIs serão registrados antes e depois de cada sessão rt-NFB (real ou simulada). Iremos replicar as descobertas do R61 e relacioná-las com dados clínicos e cognitivos. Os critérios R33 GO (para estudos futuros): replicação dos resultados do R61, reduções significativas de sintomas clínicos relacionadas à redução da conectividade MPFC-PCC e melhora cognitiva relacionada ao aumento das anticorrelações MPFC-DLPFC, pós-rt-NFB.

Objetivo 1: replicar o R61 Objetivo 1: Prevemos que o rt-NFB direcionado por DMN resultará na redução da conectividade rs do MPFC-PCC e o MPFC-DLPFC aumentou a anticorrelação apenas no grupo rt-NFB real.

Objetivo 2: Demonstrar associação entre conectividade rs DMN e alterações clínicas e anticorrelações MPFC-DLPFC e alterações cognitivas, pós-rtfMRI. Prevemos: associações entre 1) reduções da conectividade MPFC-PCC e reduções dos escores SIPS, e 2) aumentos de anticorrelações MPFC-DLPFC e melhorias de WM/atenção apenas no grupo rt-NFB real (ver PD).

Objetivo 3: Co-localização de dados de MRS e fMRI: Medir Glu e GABA em dois VOIs selecionados e definidos individualmente (com base em dados rs) antes e depois de rt-NFB em CHR e HC na linha de base.

Objetivo 4: (exploratório) Correlacionar Glu/GABA (ver Objetivo 3 para definições de VOIs) com conectividade rs e dados clínicos e cognitivos, pós-rt-NFB. Com base em nosso PD, prevemos 1) associações positivas entre os níveis de MPFC GABA e anticorrelações de MPFC-DLPFC e melhorias de WM/atenção. 2) Associações de proporções Glu/GABA com reduções de conectividade MPFC-PCC e reduções de pontuações SIPS.