Ориентация на межполушарную альфа-когерентность с помощью tACS для лечения ПМДР

Предменструальное дисфорическое расстройство (ПМДР) описывает циклическое появление аффективных симптомов и возникающих в результате нарушений во время лютеиновой фазы менструального цикла. Цель эксперимента - определить, будет ли транскраниальная электрическая стимуляция переменным током (tACS) изменять префронтальные альфа-колебательные частоты у женщин с ПМДР, нарушение которых связано с другими расстройствами настроения. Второстепенная цель состоит в том, чтобы определить, повлияет ли фаза менструального цикла на эффекты tACS на альфа-колебания. Демонстрация «вовлечения в цель» (изменение частоты левых префронтальных альфа-колебаний при tACS) является необходимым первым шагом перед дальнейшим исследованием, которое проверит, является ли tACS потенциальным средством лечения этого расстройства — многообещающие исследования других расстройств настроения предполагают, что это может быть.

Причина ПМДР неизвестна, заболеваемость значительна, а выявленные методы лечения ограничены по своей эффективности, поскольку 40% женщин с ПМДР не реагируют на СИОЗС, а многие другие женщины не переносят побочные эффекты, вызванные антидепрессантами. ПМДР имеет широкое распространение (6-8% женщин репродуктивного возраста), сопровождается значительной заболеваемостью и, следовательно, представляет серьезную проблему для общественного здравоохранения. Действительно, согласно расчетам World Health Calculation, ПМДР связан с 4,5 миллионами лет жизни с поправкой на инвалидность только в США. Обоснование для проверки того, по-разному ли tACS изменяет целевое взаимодействие в фолликулярной и лютеиновой фазах менструального цикла, описано ниже.

Дифференциальные эффекты на корковую активность. Обоснование для проверки того, по-разному ли tACS изменяет взаимодействие мишеней в фолликулярной и лютеиновой фазах менструального цикла, заключается в следующем: репродуктивных гормонов, поскольку наша собственная работа и работа других показали, что подавление функции яичников приводит к полной ремиссии симптомов у большинства женщин с ПМДР, в то время как повторное введение гонадных гормонов приводит к возвращению симптомов у женщин с ПМДР. ПМДР без симптомов, наблюдаемых в контрольной группе. И эстрадиол, и прогестерон способны вызывать дестабилизацию настроения в этой парадигме. Недавно завершенные исследования нашей группы также демонстрируют, что непрерывное введение гормонов в течение более одного месяца приводит к устойчивой ремиссии симптомов после первоначального приступа. Таким образом, дисфорические состояния настроения при ПМДР, по-видимому, индуцируются нормальными изменениями гонадных гормонов, а не воздействием повышенных уровней гормонов (т. е. женщины с ПМДР по-разному чувствительны к дисрегуляторным эффектам репродуктивных стероидов).

Хотя существует обширная литература, демонстрирующая влияние репродуктивных стероидов и, соответственно, менструального цикла на активность коры головного мозга, обычно описываемые эффекты у женщин с ПМДР нарушаются. Примеры включают следующее: 1) у нормальных женщин активация медиальной орбитофронтальной коры снижается во время лютеиновой фазы, и аффективная валентность стимула, на который она отвечает, меняется на противоположную (т. е. она реагирует только на отрицательные стимулы, а не на положительные). , как это происходит во время фолликулярной фазы). Эти изменения отсутствуют у женщин с ПМДР. 2) у нормальных женщин во время лютеиновой фазы наблюдается усиление коркового торможения - предполагаемый эффект активирующих ГАМК-рецептор эффектов метаболита прогестерона аллопрегнанолона. Этот эффект отсутствует у женщин с ПМДР. Данные как на животных, так и на людях также указывают на роль нарушенного ответа коры на нейростероиды, производные прогестерона, при ПМДР. Таким образом, внезапные изменения уровня аллопрегнанолона (как это происходит в начале лютеиновой фазы при повышении уровня прогестерона) приводят к подкорковой возбудимости и раздражительности у грызунов, а устранение изменений нейростероидов прогестеронового происхождения (с угнетением синтеза нейростероидов) успешно препятствует возникновению дисфорического состояния при ПМДР.

Дифференциальная активация сети. Психические расстройства, характеризующиеся нарушением регуляции аффективного состояния — депрессия и ПМДР — все чаще признаются «сетевыми расстройствами», при которых аберрантная электрическая сигнализация в крупномасштабных нейронных сетях опосредует клинические симптомы. Недавние исследования зафиксировали нарушение баланса в активации между левой и правой префронтальной корой у пациентов с ПМДР. В частности, как и при большом депрессивном расстройстве, баланс между мощностью альфа-колебаний в левом и правом полушариях у пациентов с ПМДР смещен влево. Наличие альфа-осцилляций соответствует относительному снижению активности нейронов (обратная зависимость). Таким образом, такая смещенная влево альфа-асимметрия указывает на гипоактивацию левого полушария — обычное явление при визуализирующих исследованиях пациентов с БДР. Поскольку эта асимметрия усугубляется во время лютеиновой, а не фолликулярной фазы (соответствующей временной динамике проявления симптомов при ПМДР), мы предполагаем, что успешная нормализация альфа-осцилляций у женщин с ПМДР будет правдоподобным подходом к устранению симптомов. Это вмешательство на сетевом уровне может быть выполнено с помощью стимуляции мозга путем применения слабых электрических токов, что является неинвазивным подходом к модуляции внутренней динамики кортикальной сети. Преимущество этого подхода двоякое: он немедикаментозный и, таким образом, позволяет избежать сопутствующих побочных эффектов; и это обеспечит понимание на системном уровне патофизиологии, лежащей в основе дисрегуляции состояния настроения.

Стимуляция мозга постоянными электрическими токами, воздействующими на кожу головы (tDC), модулирует возбудимость нейронов у людей. Стимуляция транскраниальным током синусоидальной стимуляции (транскраниальная стимуляция переменным током, tACS), вероятно, усиливает колебания коры частотно-специфическим образом. Ранее было продемонстрировано, что механизмы слабых электрических полей, генерируемых tDCS и tACS, взаимодействуют с активностью корковой сети, изменяя временную структуру активности электрических сигналов в коре. В этом исследовании мы оценим, будет ли tACS уменьшать мощность левого лобного альфа (8-12 Гц) и зависит ли степень снижения в зависимости от фазы менструального цикла. Исследовательская цель будет состоять в том, чтобы изучить тяжесть симптомов ПМДР, собираемых ежедневно во время цикла стимуляции, и сравнить эту тяжесть с оценками исходных симптомов, собранными во время диагностического исследования ПМДР, из которого будут набраны эти участники. Обоснованием такой стимуляции является известный дефицит общей структуры активности коры в этом частотном диапазоне у пациентов с расстройствами настроения и ранее продемонстрированные клинические преимущества tDCS при лечении расстройств настроения. В этом исследовании мы будем использовать более целенаправленные формы волны стимуляции, используя двустороннюю tACS вместо tDCS. Мы предполагаем, что этот выбор более сложной формы волны, которая напрямую улучшает синхронизацию между двумя полушариями, может быть более эффективным для поражения цели. tDCS модулирует общий уровень активности целевой области коры неспецифическим образом. Здесь, однако, мы предлагаем оценить более конкретную модальность стимуляции, tACS (частота стимуляции 10 Гц), которая, как было показано, избирательно усиливает кортикальные альфа-ритмы. Поскольку у выбранной популяции пациентов, как сообщается, наблюдается специфический дефицит в альфа-диапазоне частот, наш подход к стимуляции обеспечит более целенаправленную и, следовательно, более эффективную манипуляцию.

История протокола: этот протокол был первоначально разработан для проверки терапевтической эффективности tACS при ПМДР в двойном слепом, рандомизированном, ложно-контролируемом, перекрестном исследовании 5 сеансов tACS. Мы не смогли набрать испытуемых, в основном из-за того, что требовалось множество ежедневных лечебных сеансов. Впоследствии мы изменили основной фокус исследования на определение того, задействует ли один сеанс tACS альфа-колебания левой префронтальной коры и, уменьшая их, уменьшает альфа-асимметрию. Мы также спросили, зависит ли этот эффект от фазы менструального цикла.