Глубокая стимуляция мозга при тяжелом обсессивно-компульсивном расстройстве

VS / VC и STN являются «станциями» в нейронной схеме, которые, как считается, дисфункциональны при ОКР. Выдающаяся нейробиологическая модель ОКР подразумевает аномалии орбитофронтальной коры (OFC), передней поясной коры (ACC) и вентрального полосатого тела. Эти структуры являются неотъемлемой частью лимбической корково-стриарно-таламо-кортикальной цепи, посредством чего корковые выходы синапсов последовательно в вентральном полосатом теле, вентральном паллидуме и медиодорсальном ядре таламуса, прежде чем проецироваться обратно в кору; внутри этой системы паллидум проецируется на таламус прямо или косвенно через субталамическое ядро. Поэтому возможно, что наблюдаемое клиническое улучшение при ОКР с DBS связано с высокочастотной электрической стимуляцией, нарушающей аномальную активность в лимбической цепи, и что это может быть достигнуто в любом из двух целевых участков. Однако считается, что вентральный стриатум и STN имеют отдельные функции, важные по-разному для модуляции обработки информации в кортико-стриарно-таламо-кортикальной цепи, необходимой для контроля поведения. Таким образом, хотя и VS/VC, и STN DBS воздействуют на одну и ту же нервную цепь, их механизм действия может быть совершенно разным, и стимуляция в каждом из этих мест может оказывать уникальное влияние на размеры симптомов ОКР.

Доказательства различных клинических эффектов основаны на выводах о том, что VS / VC DBS вызывала раннее и иногда резкое повышение настроения и снижение тревоги до улучшения навязчивых идей и компульсий, тогда как STN DBS, хотя и уменьшала обсессии и компульсии, не влияла на эмоции. Это наблюдение важно, потому что настроение и тревога являются важными параметрами симптомов при ОКР, а увеличение или уменьшение тяжести тревоги или депрессии обычно сопровождается параллельными изменениями тяжести обсессий/компульсий. Вентральное полосатое тело, будучи первой мишенью корковых выходов OFC/ACC, получает входные данные от дофаминергических нейронов миндалевидного тела и среднего мозга, которые вместе обеспечивают эмоциональный и мотивационный импульс для целенаправленного поведения. Таким образом, вентральное полосатое тело находится в уникальном положении, благодаря своему участию в лимбической кортико-стриато-таламо-кортикальной цепи, чтобы влиять на когнитивную и моторную обработку в параллельных цепях, что является подготовкой к выбору действия и в конечном итоге проявляется в мыслях и действиях. Денис и его коллеги предположили, что VS/VC DBS влияет на симптомы ОКР, воздействуя на тревогу и настроение. Развивая это дальше, исследователи предполагают, что стимуляция нейронов вентрального полосатого тела влияет на обучение с подкреплением и обработку эмоций, тем самым улучшая настроение и уменьшая тревогу и приводя к снижению интенсивности навязчивых идей и компульсий.

STN DBS, с другой стороны, может иметь более прямое влияние на навязчивые идеи и компульсии. Лимбическая STN, подобно вентральному полосатому телу, находится в уникальном положении, чтобы влиять на поведенческие результаты корково-стриарно-таламо-кортикальной схемы. Это связано с тем, что STN получает прямую проекцию от правой нижней лобной коры, которая действует как «гиперпрямой путь», активация которого подавляет нейронную обработку в прямом кортико-стриато-паллидо-таламическом пути. Это приводит к торможению текущих, запланированных действий и мыслей. Поэтому исследователи предполагают, что с помощью этого тормозного механизма стимуляция нейронов STN позволяет пациентам с ОКР прерывать свои повторяющиеся мысли и действия, что приводит к уменьшению навязчивых идей и компульсий.

Соответственно, DBS на обоих участках из-за различных механизмов действия, по прогнозам, будет клинически более эффективным, чем стимуляция любого участка по отдельности. Из этого также следует, что если есть два механизма, опосредующих улучшение ОКР, это должно проявляться в различных паттернах когнитивных и нейрофизиологических эффектов после DBS. В предлагаемом исследовании исследователи будут проверять эти прогнозы клинически и экспериментально, используя парадигмы, разработанные для различения двух гипотетических механизмов действия.

Основная цель когнитивно-поведенческой терапии — дать возможность пациентам с ОКР получить больший контроль над своим поведением, чтобы они могли подавлять свои повторяющиеся мысли и действия и переключаться на более значимые альтернативы. Считается, что одним аномальным механизмом, способствующим такой когнитивной негибкости, является притупление значения положительного и отрицательного подкрепления, обычно используемого для управления ответами и зависящего от неповрежденной ОФК-полосатого нерва. Дисфункция этой системы когнитивного контроля была показана у клинически незатронутых родственников пациентов с ОКР первой степени родства, что подтверждает этот механизм как нейробиологический фенотип ОКР 15. Поэтому предполагается, что DBS VS/VC улучшит обработку подкрепляющих стимулов и что это приведет не только к повышению настроения и уменьшению беспокойства, но и к повышению когнитивной гибкости. Исследователи проверят это, измерив эффективность VS/VC DBS по клиническим показателям настроения, беспокойства, обсессий и компульсий, и свяжут их с изменениями в обучении с подкреплением и обработке эмоций с помощью когнитивных задач, чувствительных к ОКР, которые измеряют способность адекватно реагировать на подкрепление. непредвиденные обстоятельства.

Также считается, что процессы внимания способствуют нарушению поведенческого контроля при ОКР. Способность останавливать или подавлять запланированные действия при изменении условий окружающей среды зависит от функции правого нижнего коркового гиперпрямого пути STN и может быть реализована путем измерения времени реакции стоп-сигнала (SSRT). Обнаружение специфической пролонгации SSRT у пациентов с ОКР и их незатронутых родственников первой степени предполагает, что эта когнитивная аномалия также является фенотипом ОКР. Хотя нервный субстрат этого механизма не затрагивает лимбическую корково-стриато-паллидо-таламическую цепь, последние данные свидетельствуют о том, что нервные системы за пределами этой цепи, включая правую нижнюю лобную кору, повреждены при ОКР. Поэтому исследователи предполагают, что STN DBS позволяет подавлять повторяющиеся мысли и действия при ОКР, облегчая действие гиперпрямого пути от правой нижней лобной коры к STN. Исследователи проверят это, измерив эффективность STN DBS при навязчивых идеях и компульсиях, и свяжут их с изменениями в SSRT и выполнением других задач, чувствительных к функции правой нижней лобной коры, которые измеряют способность подавлять препотенциальные тенденции.

Симптомы обсессивно-компульсивного расстройства и когнитивные нарушения могут быть опосредованы аномальной возбудимостью коры из-за аберрантной долговременной депрессии (LTD), синаптической пластичности и/или сниженного интракортикального торможения, опосредованного гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК). Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) может использоваться для безопасного измерения этих нейрофизиологических процессов у пациентов, перенесших DBS, и было показано, что обе аномалии нормализуются после DBS при других заболеваниях. Исследователи будут использовать ТМС для оценки этих нервных процессов до и после DBS у пациентов с ОКР и проверить, есть ли дифференциальные изменения в двух местах DBS и дает ли комбинация VS / VC и STN DBS более сильные улучшения, совместимые с нашей гипотезой о превосходном клиническом последствия этого состояния. Исследователи будут измерять интракортикальное торможение не только в состоянии покоя, но и во время ожидания подкрепления, которое, как ранее было показано, влияет на возбудимость моторной коры и которое, по прогнозам исследователей, будет особенно затронуто VS/VC DBS.