Эффекты внутривенного (в/в) циталопрама гидрохлорида во время транскраниальной магнитной стимуляции при большом депрессивном расстройстве (БДР)

Повторяющаяся транскраниальная магнитная стимуляция (рТМС) становится все более распространенным методом лечения большого депрессивного расстройства (БДР). rTMS, примененная к дорсолатеральной префронтальной коре (DLPFC), наиболее распространенной цели лечения, по-видимому, изменяет возбудимость нейронов в этой области. rTMS также изменяет функцию мозговых цепей, связанных с DLPFC. Это приложение предлагает инновационный подход к выяснению механизма действия (MOA), лежащего в основе этих изменений схемы, с использованием MDD в качестве значимой поступательной модели.

Одна из форм rTMS, стимуляция тета-всплеска (TBS), оказывает особенно сильное влияние на возбудимость коры: прерывистая пульсация над левой DLPFC (iTBS) повышает возбудимость, а непрерывная пульсация над правой DLPFC (cTBS) снижает возбудимость. TBS, применяемый к DLPFC, изменяет функциональную связь с передней поясной, медиальной лобной и орбитофронтальной корой (ACC, MFC и OFC); однако МОА, лежащие в основе этих изменений в связности, изучены не полностью. Пилотные данные будут получены для более крупной заявки на грант, которая проверит гипотезу о том, что изменения в местной возбудимости лежат в основе изменений функциональной связи и терапевтической эффективности TBS при БДР.

Модуляция возбудимости коры TBS может, в свою очередь, модулировать серотонинергическую (5HT) нейромедиаторную систему, которая также является ключевой мишенью для классических антидепрессантов. Исследователи будут использовать ингибитор транспорта 5HT циталопрам (CIT), широко используемый клинический антидепрессант, для изучения серотонинергической модуляции функциональной связи и нейрофизиологических показателей возбудимости.

Внутривенное введение циталопрама гидрохлорида доступно для назначения пациентам с резистентной к лечению большой депрессией и тревожными расстройствами в большинстве стран континентальной Европы уже более 30 лет. В США он широко использовался в качестве экспериментального препарата для изучения нейрохимии человека и в клинических испытаниях при депрессивных расстройствах. IND Питтсбургского университета безопасно использовал это соединение в качестве исследовательского инструмента более 10 лет (Smith et al., 2009).

В этом двойном слепом исследовании примут участие 30 человек с диагнозом большого депрессивного расстройства (БДР). Субъекты будут рандомизированы для получения острого (однократного) циталопрама (CIT) 40 мг внутривенно или плацебо, уравновешенного и комбинированного с одной из двух форм неслепой транскраниальной магнитной стимуляции, т. Оценки для этого исследования включают сканирование мозга, записи qEEG, когнитивные шкалы и шкалы настроения. Одна инфузия циталопрама/плацебо и 10 процедур TBS будут проводиться в течение примерно двух недель.

Тридцать субъектов в возрасте от 21 до 55 лет с диагнозом БДР по DSM-V будут включены в двухнедельное лечебное исследование. После базовой диагностической оценки все субъекты проходят предварительную оценку функциональной связи мозга (кЭЭГ и фМРТ) и структурной связи (DTI). Затем они будут рандомизированы в соотношении 1:1 для лечения внутривенной дозой CIT или плацебо (PBO), после чего будет проведено рандомизированное распределение 1:1 на две недели (10 сеансов) лечения либо iTBS для левой, либо cTBS для правой DLPFC (четыре условия лечения). Конец недели 2 будет представлять собой первичную конечную точку.

КЭЭГ высокой плотности будет записываться на протяжении всего сеанса лечения CIT-TBS с использованием ТМС-совместимой кЭЭГ. Эти записи будут использоваться для оценки изменений возбудимости при лечении CIT/PBO и iTBS/cTBS (т. е. вызванной ТМС локальной средней мощности поля или LMFP). Исследователи определят, модулируются ли изменения возбудимости коры при DLPFC нейротрансмиссией 5HT.

Затем будут изучены изменения нейропластичности в лимбических цепях, включающих ДЛПФК, от исходного уровня до лечения до после первого лечения и от исходного уровня до первичной конечной точки с использованием показателей функциональной связи. qEEG будет использоваться для измерения изменений в синхронизации сигналов и информационном потоке (т. е. запаздывающая когерентность, причинность по Грейнджеру), а также для определения местоположения и распространения источников тока (локализация источника LORETA). фМРТ будет использоваться для изучения функции сети в состоянии покоя (жирный сигнал). Исследователи проверят, коррелируют ли изменения возбудимости, измеренные при первом лечении, с изменениями в связи с первым лечением, а также в течение всего курса лечения. Корреляция предполагает, что возбудимость может оказывать метапластическое влияние на функциональную связь в лимбических цепях, включающих DLPFC.

Наконец, исследователи изучат изменение симптомов в первичной конечной точке и определят, коррелируют ли изменения возбудимости и связности с улучшением симптомов. Комплексное исследование изменений возбудимости, непосредственной и долгосрочной связи, а также улучшение симптомов позволит выяснить МОА TBS и может привести к стратегиям улучшения результатов лечения.

Клинический диагноз и оценка. В исследование будут включены 30 субъектов с диагнозом БДР по DSM-V, установленным с помощью Mini International Neuropsychiatric Interview (MINI, версия 7.0) (http://www.medical-outcomes.com/index/mini7fororganizations), причем все субъекты будут иметь депрессивные симптомы. по крайней мере средней степени тяжести, как указано в рейтинговой шкале депрессии Гамильтона из 17 пунктов [Ham-D17], балл > 17 (23 ниже) будет зачислен. Субъекты будут проходить клиническую оценку с использованием методов, аналогичных тем, которые использовались в наших предыдущих исследованиях лечения с использованием ТМС (Leuchter et al., 2015). Субъекты не смогут достичь ремиссии при приеме по крайней мере двух предшествующих антидепрессантов (Sackeim et al., 1990; Vasavada et al., 2016) и должны быть свободны от каких-либо лекарств, которые, как известно, значительно влияют на функцию мозга, по крайней мере за десять дней до регистрации (за исключением флуоксетина, который потребует пятинедельного вымывания) (Vasavada et al., 2016). Субъекты будут исключены, если они соответствуют критериям DSM-V для любого другого текущего основного настроения оси I, тревоги или психотического расстройства, депрессии, вторичной по отношению к общему состоянию здоровья, или болезни, вызванной психоактивными веществами. Субъекты также будут исключены, если у них есть текущие суицидальные намерения или планы, злоупотребление психоактивными веществами или зависимость в течение последних шести месяцев (за исключением никотина и кофеина), биполярное расстройство или психотическое расстройство (на всю жизнь), расстройство пищевого поведения (в настоящее время или в прошлом). лет), обсессивно-компульсивное расстройство (пожизненное), посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР, в настоящее время или в течение последнего года), соматическое или неврологическое заболевание, которое противопоказывает проведение исследуемых вмешательств или затрудняет интерпретацию результатов исследования, или наличие имплантированного медицинского устройства или металла в их теле, что противопоказало бы лечение МРТ или ТМС (Leuchter et al., 2015). Субъекты также будут исключены, если они ранее получали циталопрам внутривенно. Женщины, которые в настоящее время беременны, не используют приемлемые с медицинской точки зрения средства контроля над рождаемостью или кормят грудью, будут исключены. Будет проведен скрининг мочи на наркотики, и субъекты с положительным скринингом на запрещенные вещества будут исключены.

Симптомы настроения будут исследованы после первого, второго и десятого лечебных сеансов с использованием общих клинических впечатлений — тяжести заболевания (CGI-S) и улучшения (CGI-I) (Cohen et al., 2014) и оценки субъекта. Инвентаризация депрессивной симптоматики-самоотчет (IDS-SR) (Connolly et al., 2012), с симптомами суицидальных мыслей, оцененными с использованием Колумбийской шкалы оценки тяжести суицида (C-SSRS) (Cornwell et al., 2012). Оценки во время включения и выхода из исследования будут включать оценки симптомов с помощью Ham-D17 и оценки качества жизни и функционального состояния с помощью опросника качества жизни (QOLI) (Dandash et al., 2015). Ответ на лечение в первичной конечной точке определяется как улучшение на 50% или более по сравнению с исходным уровнем по шкале Ham-D17, а ремиссия определяется как окончательная оценка по шкале Ham-D17 <7.

Процедуры лечения Инфузия циталопрама (ЦИТ) и плацебо (ПВО). CIT и физиологический раствор PBO будут вводиться внутривенно с использованием установленных клинических процедур. Однократная доза циталопрама 40 мг в 60 мл физиологического раствора или физиологического раствора PBO будет доставлена ​​внутривенно в двойных слепых условиях с помощью помпы в течение 40-минутного периода. По завершении инфузии будет взята кровь для получения образца плазмы для определения уровня CIT. Субъекты будут голодать после полуночи или в течение как минимум 8 часов до проведения инфузии. Мониторинг основных показателей жизнедеятельности будет включать в себя артериальное давление, пульсоксиметрию и регистрацию частоты дыхания каждые 3 минуты, а также непрерывную полосу сердечного ритма. Изменение более чем на 25% увеличения частоты сердечных сокращений или артериального давления по сравнению с исходным уровнем или абсолютное увеличение частоты сердечных сокращений выше 120 ударов в минуту или систолического артериального давления ≥ 180 мм рт. ст. или диастолического артериального давления ≥ 105 мм рт. немедленное прекращение двойной слепой инфузии и оценка вмешательства. Аналогичным образом, падение сатурации O2 с помощью пульсоксиметрии до уровня менее 92% вызовет необходимость оценки субъекта, инициирует использование назальной канюли O2 со скоростью 2 л/мин или со скоростью, необходимой для возврата сатурации O2 к исходному уровню при комнатном воздухе или выше 95%. Врач-исследователь проведет инфузию CIT или PBO, проведет оценку субъекта и направит медицинский персонал. Мониторинг психического статуса также будет проводиться во время двойной слепой инфузии для оценки любых неблагоприятных поведенческих или психологических эффектов. Субъекты будут проинструктированы не садиться за руль в течение 24 часов после инфузии, и их необходимо будет отвезти в Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе и обратно для процедуры.

Тета-всплеск транскраниальной магнитной стимуляции (ТБС). Стимуляция будет проводиться с использованием двухфазного стимулятора Magstim Rapid2 с катушкой в ​​виде восьмерки (шириной 14 см) и пиковой напряженностью поля 2 Тл. Проценты стимуляции выражаются как доля Максимального выхода стимулятора (MSO) данного отдельного устройства. Это устройство может генерировать паттерны стимуляции тета-всплесков с интенсивностью 45% MSO или ниже, что находится в пределах диапазона индивидуального моторного порога (MT) большинства участников. Для определения МТ катушку держат медиолатерально над областью левой моторной коры рукояткой, направленной назад и под углом 45° к сагиттальной средней линии. Этот метод индуцирует ток примерно перпендикулярно центральной борозде. Правая первая дорсальная межкостная мышца (FDI) будет контролироваться с помощью поверхностной электромиографии (5000 Гц). Импульсы TMS будут подаваться в сетке с надпороговой интенсивностью, чтобы определить место, которое производит самый большой, наиболее последовательный двигательный вызванный потенциал (MEP), зарегистрированный с помощью FDI. Интенсивность в этой горячей точке затем будет снижаться на 1% при каждой стимуляции. Стимуляция с самой низкой интенсивностью, при которой амплитуда MEP от пика к пику превышает 100 мкВ по крайней мере в 5 из 10 попыток в условиях мягкой активации FDI, определяется как активный двигательный порог (AMT). Интенсивность TBS затем устанавливается на 120% AMT.

TBS состоит из трех импульсов TMS, подаваемых с частотой 50 Гц, причем этот триплет повторяется с частотой 5 Гц (каждые 200 мс) (Huang et al., 2005). 1800 импульсов cTBS будут доставлены в правый DLPFC и такое же количество импульсов в левый DLPFC в соответствии с парадигмой iTBS: 2-секундная последовательность, повторяющаяся каждые 10 с. Было показано, что такое количество импульсов обладает антидепрессивной эффективностью после двух недель лечения (Li et al., 2014). Левый и правый DLPFC будут нацелены с использованием местоположения электродов F3 и F4 ЭЭГ соответственно. Этот метод размещения магнита тесно связан с размещением магнита над рентгенологически определенными зонами Бродмана (BA) в DLPFC (т. е. BA46) (Ahdab et al., 2010; Fitzgerald et al., 2009). Этот подход, широко используемый в клинической практике, позволит нам легко связать результаты этого проекта с клиническим применением. Исследователи признают, что этот вероятностный метод определения DLPFC может привести к некоторой изменчивости размещения магнита по отношению к основной нейроанатомии. Однако, учитывая межиндивидуальную вариабельность анатомии борозд и извилин, может оказаться невозможным надежно идентифицировать конкретную БА у всех субъектов, и не существует «золотого стандарта» для стандартизации нейроанатомического таргетинга среди субъектов. У исследователей будут оцифрованные местоположения поверхностных электродов у всех субъектов, и эти местоположения будут объединены со структурными МРТ-изображениями, полученными от каждого субъекта в начале исследования и после 10-й процедуры iTBS. Это позволит нам использовать данные о размещении нейроанатомических катушек в качестве апостериорной ковариации при анализе данных (см. Интеграцию изображений МРТ-ЭЭГ ниже).

Нейрофизиологические записи и анализы. запись ЭЭГ. Данные будут записываться с использованием совместимой с ТМС системы ЭЭГ «eego mylab» с частотой дискретизации 1000 Гц (Advanced Neuro Technology [ANT]; Энсхеде, Нидерланды). Электроды будут накладываться с использованием 64-электродной системы «WaveGuard» со спеченными электродами Ag/AgCl, установленными в эластичном колпачке и расположенными в соответствии с расширенной системой 10-20. Материал и форма электродов предотвращают образование токовых петель, предназначены для минимальных сдвигов постоянного тока и оптимальной стабильности входящего сигнала во время ТМС. Крышка использует активное экранирование каждого провода для ограничения электрических помех. Данные записываются с использованием полнодиапазонных усилителей постоянного тока ЭЭГ, которые возвращаются к исходному физиологическому уровню сигнала в течение 10 мс после окончания импульса ТМС. Фильтры не будут применяться во время сбора данных, а запись будет выполняться с использованием общего среднего эталона с импедансом ниже 5 кОм. ЭОГ будет записана путем размещения двух электродов над и под левым глазом. ЭЭГ будет обрабатываться в автономном режиме в BrainVisionAnalyzer2 (BVA2) (BrainProducts GmbH; Гильхинг, Германия) с цифровым полосовым фильтром (сдвиг нулевой фазы Баттерворта, 0,5–70 Гц, 12 дБ/октава; плюс режекция 60 Гц) до сегментация на 2-секундные эпохи (период 100 мс перед стимулом), удаление тренда и коррекция базовой линии. Первоначально данные будут обрабатываться с использованием полуавтоматических методов подавления артефактов, описанных ранее, включая ступенчатый градиент напряжения ±100 мкВ от пика к пику или постоянно низкую активность (Leuchter et al., 2012), после чего два независимых специалиста проведут визуальный осмотр для исключения данных. загрязнены артефактами движения мышц, головы или глаз. Adaptive Mixture ICA (AMICA) также будет использоваться для выделения процессов, не связанных с мозгом, включая моргание и саккады, мышцы скальпа, электрокардиографические артефакты и линейный шум, увеличивая отношение сигнал/шум (артефакт) и повышая надежность высокочастотных сигналов. (бета и гамма) частотный анализ, а также локализация источника в головном мозге (Bigdely-Shamlo et al., 2013; Delorme et al., 2011).

Меры возбудимости. Возбудимость будет измеряться с использованием методов локальной средней мощности поля (LMFP) и глобальной средней мощности поля (GMFP). Амплитуда колебательного напряжения является основным показателем, который непосредственно отражает возбудимость коры, поэтому изменения мощности поля ЭЭГ используются в качестве основного индикатора изменений возбудимости. LMFP можно использовать как меру возбудимости в месте стимуляции ТМС в любой области коры; GMFP — это показатель общей возбудимости, который использовался для изучения ряда неинвазивных методов лечения нейромодуляции (Casarotto et al., 2013; Chung et al., 2015; Huber et al., 2008; Pellicciari et al., 2013; Ромеро Лауро и др., 2014). После применения локального раздражителя очаговое изменение возбудимости может вызвать глобальное изменение; в результате GMFP можно использовать для интерпретации LMFP и определения того, остается ли локальное изменение возбудимости очаговым или становится частью глобального изменения возбудимости. Для определения возбудимости одиночные импульсы ТМС доставляются в левый или правый DLPFC (расположение электрода F3 или F4, совпадающее с участком лечения) за 10 минут до и после сеансов лечения. Учитывая количество импульсов TBS, доставленных в протоколе, можно ожидать, что изменения возбудимости останутся стабильными в течение по крайней мере одного часа после лечения TBS (Huang et al., 2005). Импульсы будут подаваться с частотой 0,25 Гц, чтобы они были достаточно редкими и не влияли на возбудимость. Во время определения возбудимости субъекты будут носить затычки для ушей, и будет воспроизводиться маскирующий шум, чтобы воспроизвести «щелчок» ТМС в изменяющихся во времени частотных компонентах, чтобы подавить слуховые вызванные потенциалы. TEP будут вычисляться путем усреднения действительных одиночных испытаний без артефактов, фильтрации между 2 и 40 Гц и выполнения коррекции базовой линии до и после импульса TMS. LMFP будет рассчитываться из амплитуд ТЕР, усредненных от F3 или F4 и соответствующих четырех окружающих электродов, в то время как GMFP будет рассчитываться из всех 64 электродов. GMFP и LMFP будут рассчитываться во временных окнах 30 мс после импульса TMS в диапазоне от конца импульса до 400 мс (т. е. 0-30 мс, 30-60 мс, 60-90 мс и т. позднее можно обнаружить изменения возбудимости. Ранние временные точки (<90 мс) будут использоваться для оценки LMFP, а более поздние временные точки будут использоваться для оценки GMFP и распространения измененной возбудимости на другие области коры.

Регионарные показатели нейрофизиологической активности. Плотность источника тока (CSD) в структурах серого вещества будет рассчитываться с использованием метода eLORETA (точная электромагнитная томография головного мозга с низким разрешением) (http://www.uzh.ch/keyinst/loreta.htm). (Леманн и др., 2014). eLORETA вычисляет локальную нейрофизиологическую активность (плотность источника тока или CSD) как линейно взвешенную сумму электрических потенциалов кожи головы. Измерения CSD с использованием eLORETA были подтверждены как корковые источники нейрофизиологической активности и устраняют неоднозначность локализации источника и зависимость от эталона, которые присущи измерениям ЭЭГ кожи головы (Lehmann et al., 2014; Pascual-Marqui et al., 2011). ). Метод определяет максимально плавное распределение источников в модели сферической головы с тремя оболочками, состоящей из CSD в каждом из 6239 корковых вокселей (плюс гиппокамп и миндалевидное тело) (пространственное разрешение 5 мм) в пространстве Монреальского неврологического института (MNI) с координатами электродов. назначены в соответствии с перекрестной регистрацией между сферической и реалистичной геометрией головы (Towle et al., 1993). Сообщаемые области Бродмана используют пространство MNI, скорректированное для совпадения с пространством Талайраха (Brett et al., 2002). Области интереса (ROI) будут созданы для субрегионов ACC, OFC, гиппокампа, островка и других корковых ROI в лимбической системе на основе нашей предыдущей работы и более широкой литературы (Arns et al., 2015; Korb et al. , 2008; Корб и др., 2009; Корб и др., 2011; Уиттон и др., 2016).

Нейрофизиологические меры связности. Исследователи будут использовать один первичный нейрофизиологический показатель и несколько дополнительных методов в качестве вторичных (исследовательских) показателей для изучения исходного уровня и изменений в нейрофизиологической связности. Наша первичная мера связности, основанная на данных CSD, будет проверена с использованием «запаздывающей» когерентности (исключая нулевой фазовый угол) на основе методов моделирования внутрикортикального источника (Lehmann et al., 2014; Pasi et al., 1989). Исследователи определят корковые ROI в префронтальной коре, гиппокампе и миндалевидном теле на основе BA и подкорковых вероятностных атласов и применят опцию eLORETA «все ближайшие воксели» к назначенным вокселам для ROI. Исследователи будут использовать ROI, определенные eLORETA как демонстрирующие высокую активность, для анализа подключений; Исследователи ожидают, что основные ROI, представляющие интерес, будут связаны с DLPFC в лимбической системе, включая OFC, MFC, ACC, гиппокамп и островок. Запаздывающая когерентность представляет собой один из двух основных компонентов нейрофизиологической связности: мгновенный и запаздывающий. Запаздывающий компонент опосредуется физиологическими временными задержками, при этом мгновенный вклад в связность устраняется. Этот метод избирательно сохраняет связность благодаря физиологическим процессам (для любой ненулевой измеримой временной задержки), которая не смешивается с эффектами низкого разрешения и объемной проводимости (Lehmann et al., 2014).

Вторичные меры также будут изучать связность и межчастотную связь в электродном пространстве с использованием набора инструментов Source Information Flow Toolbox (SIFT) (Delorme et al., 2011). В этом методе используется изменяющееся во времени (адаптивное) многомерное авторегрессионное моделирование для обнаружения и измерения колебаний эффективной связи между источниками нейронной активности. этот метод дополняет метод запаздывающей когерентности при использовании расширенных многомерных показателей направленного информационного потока (например, моделирование причинно-следственной связи по Грейнджеру и моделирование направленной передаточной функции). Функции SIFT будут использоваться для изучения изменений в эффективной связности между различными экспериментальными условиями и между группами лечения с использованием методов начальной загрузки/повторной выборки для корректировки множественных сравнений. «Сетевая проекция», которая является расширением «Проекции измерения» (Bigdely-Shamlo et al., 2013), будет выполняться с использованием попарной связности для измерения входных данных, которые вычисляются путем размытия местоположений диполей и загрузки их показателями связности. Затем мозговое пространство будет сегментировано на 88 предопределенных анатомических областей интереса, обеспечиваемых автоматической анатомической маркировкой (AAL), полученной из WFU Pick Atlas (который является плагином SPM). На данный момент все субъекты имеют матрицу значений связности 88x88, следовательно, каждый субъект имеет 7744 (88x88=7744) возможных комбинаций направленных каузальных потоков. Будут вычисляться различия диагностических условий, и для каждого условия будет выполняться статистика начальной загрузки для контроля ошибки типа 1.

МРТ сканирование и анализы. Структурные и функциональные МРТ, включая DTI, будут получены с использованием сканера Siemens Prisma-FIT 3 Tesla только для головы в Центре картирования мозга Ахмансона-Ловеласа Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Этот сканер является новейшим продуктом Siemens 3T, созданным по образцу заказной системы Skyra, первоначально разработанной для проекта Human Connectome Project (HCP). Исследователи будут использовать оптимизированные протоколы HCP (http://www.humanconnectome.org/), чтобы обеспечить сбор и обработку данных о подключении с помощью самых современных методов, которые можно будет интерпретировать в контексте других текущих исследований NIH. исследовать. Общее время сканирования составит около одного часа.

Структурная МРТ (сМРТ). Будет получено структурное сканирование всего мозга для регистрации данных ЭЭГ и оценки морфологии (MPRAGE, TR = 2300 мс, TE = 3 мс, FOV = 256 мм, 208 срезов, 0,8). х 0,8 х 0,8 мм воксели). Стандартизированные протоколы HCP sMRI включают как трехмерные Т1-, так и Т2-взвешенные (T1w и T2w) сканы с высоким разрешением. Проанализированные вместе, эти последовательности улучшают автоматическое извлечение характеристик мозга, хотя сканирование T1 и T2 также можно исследовать отдельно.

Тензор диффузии МРТ (ДТИ). Получение данных DTI будет использоваться для измерения структурной связи белого вещества. DTI будет получен с двумя диффузионно-взвешенными градиентами b = 0 и 1000 с/мм2 в 98 ортогональных направлениях (TE = 89,2). мс, TR = 3222 мс, поле зрения = 210 мм, 92 среза, воксели 1,5 x 1,5 x 1,5 мм). HCP также использует HARDI (диффузионную визуализацию с высоким угловым разрешением), которая обеспечивает большую точность для отображения направления волокон в областях, где волокна пересекаются, и позволяет использовать вероятностную трактографию для оценки траекторий волокон на основе областей интереса, определенных с помощью других методов визуализации (sMRI, фМРТ или ЭЭГ). Эти же протоколы сбора данных будут использоваться для этого проекта.

ФМРТ в состоянии покоя (фМРТ). фМРТ будет использоваться для характеристики сетевой функции в состоянии покоя способом, дополняющим ЭЭГ. Исследователи будут использовать эхо-планарную последовательность (72 аксиальных среза на объем, матрица 104×90 [2,0×2,0×2,0 мм3], FOV = 208 мм, TE = 33,1 мс, TR = 720 мс, FA = 52°, 420 объемов) для измерения ЖИРНЫХ сигналов в состоянии покоя. Многоканальная последовательность EPI фМРТ HCP обеспечивает превосходное пространственное и временное разрешение и содержит фазовое кодирование передне-задней и задне-передней фаз для коррекции анатомических искажений.

Обработка изображений МРТ. Исследователи уже установили конвейер HCP, разработанный группой Вашингтонского университета, и обработали данные, совместимые с HCP, собранные в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, с использованием этого конвейера, обеспечив высококачественную сегментацию тканей на МРТ T1w, трактографию белого вещества с использованием HARDI и сети мозга в состоянии покоя на основе фМРТ. Каждый конвейер описан отдельно ниже.

Структурная МРТ. К данным sMRI (T1w и T2w) применяются три конвейера HCP. Конвейер PreFreeSurfer регистрирует изображения T1w и T2w, выполняет коррекцию поля смещения и нормализует эти изображения в пространстве MNI. Конвейер FreeSurfer воссоздает конвейер Reconall FreeSurfer, который сегментирует ткани, реконструирует поверхности коры и выравнивает изображения со стандартными объемными и поверхностными атласами.

ДТИ. Конвейер диффузионной предварительной обработки выполняет стандартные этапы предварительной обработки с использованием FSL, включая выравнивание интенсивности b0 в прогонах, устранение искажений EPI и вихревых токов, коррекцию нелинейности движения и градиента, а также регистрацию изображений T1w. Исследователи выполняют постобработку с помощью BrainSuite и его диффузионного конвейера BrainSuite (BDP) (http://brainsuite.org), что позволяет нам вычислить детерминированную трактографию с использованием данных ODF для создания диффузионных трактов всего мозга. Затем исследователи рассчитывают среднюю фракционную анизотропию (FA), среднюю диффузионную способность (MD), радиальную диффузию (RD) и количество трактов вдоль проводящих путей белого вещества, соединяющих анатомические ROI (конкретные контуры, связанные с депрессией, включая тракты, исходящие из субгенуальный ACC и DLPFC).

ФМРТ в состоянии покоя. Протоколы предварительной обработки функциональных данных включают два конвейера. Первый, fMRIVolume, корректирует изображения на предмет пространственных искажений и движения, регистрирует изображения T1w, корректирует движение объекта и другие стандартные шаги. Конвейер fMRISurface выравнивает выходные данные fMRIVolume с поверхностями коры головного мозга, включая сопоставление с системой «серых ординат», чтобы облегчить сравнение и анализ по субъектам. Исследователи выполняют постобработку фМРТ в состоянии покоя, используя новый метод, чувствительный к пространственным различиям между субъектами. Для теоретико-графового анализа сетей мозга исследователи будут использовать независимые компоненты, вычисленные с помощью ICA, а также структурные ROI на основе атласа Дестрье в качестве узлов, а отношения связи между каждой парой компонентов будут оцениваться с помощью частичного корреляционного анализа. Сети мозга будут характеризоваться сетевыми параметрами, вычисленными из их матриц смежности, для количественного описания топологии сетей, включая 1) степень узла, распределение степени и ассортативность; 2) коэффициент кластеризации и мотивы; 3) длина пути и эффективность; 4) плотность подключения или стоимость; 5) хабы, центральность и надежность; и 5) модульность.

Интеграция изображений МРТ-ЭЭГ. Чтобы определить местоположение участка кожи головы электрода F3, в котором TBS доставляется в пространство МРТ, а также полностью интегрировать наборы данных ЭЭГ и МРТ, исследователи будут использовать систему оцифровки электродов Advanced Neuro Technology Xensor 3D (ANT Neuro). ; Энсхеде, Нидерланды). В этой системе используется оцифровывающая палочка с отражающими маркерами и инфракрасная камера для определения трехмерных местоположений всех 64 электродов ЭЭГ и трех основных реперных точек (назион, левая и правая преаурикулярные точки) для каждого участника менее чем за 10 минут. Затем трехмерные оцифрованные местоположения совместно регистрируются в шаблоне мозга Монреальского неврологического института (MNI-Colin27) (Монреальский неврологический институт, Монреаль, Канада. URL-адрес www.bic.mni.mcgill.ca/brainweb). Расположение электродов можно использовать в системе нейронавигации Visor 2.0 (ANT Neuro; Enschede, Нидерланды) для визуализации цели стимуляции и связанного с ней участка кожи головы, который фактически использовался во время TBS у каждого человека. После загрузки необработанных МРТ-изображений каждого субъекта в программное обеспечение Visor отношение места стимуляции F3 к мишени DLPFC, а также любого отдельного электрода к основной нейроанатомии можно определить с помощью координат MNI.