Исследование электроэнцефалографических предикторов антикорреляции сети дефолтного режима у здоровых взрослых

Нейропсихиатрические состояния все чаще понимаются как нарушения внутренних функциональных взаимодействий внутри и между широко распространенными распределенными сетями мозга. Учитывая недавние достижения в области сбора данных и компьютерного анализа с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), теперь стало возможным надежно отображать функциональную нейроанатомию сетей мозга у отдельных людей, предлагая потенциальные возможности для определения персонализированных нейротерапевтических целей. Тем не менее, лечение золотым стандартом (например, фармакотерапия) в современной психиатрической практике изначально не предназначались для взаимодействия с конкретными сетями мозга и не имеют протоколов, которые бы использовали такие данные на индивидуальном уровне. Нейрообратная связь в реальном времени, с помощью которой пациенты наблюдают и учатся регулировать отдельные аспекты своей собственной мозговой активности, является кандидатом на индивидуальную адаптацию нормализации нездоровой коммуникации внутри сетей мозга и между ними. Тем не менее, чтобы воздействовать на основные сети мозга, которые функционируют ненормально при нейропсихиатрических состояниях, нейробиоуправление опирается на фМРТ, которая является дорогостоящей процедурой, включающей сложную настройку и нагрузку на пациента. Целью этого проекта является разработка электроэнцефалографического (ЭЭГ) «отпечатка пальца» динамики сети фМРТ, чтобы система нейробиоуправления, основанная только на ЭЭГ (электроды, размещенные на коже головы), могла использоваться для точного определения взаимодействий внутри и между сетями мозга. Поскольку устройства ЭЭГ могут быть портативными и предлагать относительно простую настройку в гибких настройках, это исследование может обеспечить масштабируемую форму обучения нейробиоуправлению на основе сети, к которой пациенты могли бы регулярно получать доступ. Цель 1 этого исследования - определить оптимальную модель характеристик ЭЭГ, которые позволяют прогнозировать «антагонизм» сети режима по умолчанию (DMN) на основе фМРТ у людей. Исследователи сосредотачиваются на этом антагонизме к DMN, потому что это основная особенность, имеющая отношение к когнитивной дисфункции при психическом заболевании на трансдиагностическом уровне. Исследователи будут собирать высококачественные одновременные данные ЭЭГ-фМРТ у 24 здоровых взрослых (> 100 минут выборки на участника), включая три состояния: (1) состояние покоя, (2) непрерывное выполнение задачи и (3) непрерывная фМРТ. нейробиоуправление на основе состояний антагонизма к DMN. Исследователи будут применять методы, основанные на машинном обучении, для определения оптимального сопоставления между компонентами сигнала ЭЭГ и антагонизмом DMN на основе фМРТ. Кроме того, исследователи определят, сколько образцов ЭЭГ-фМРТ на индивидуальном уровне необходимо для успешного прогнозирования антагонизма DMN по ЭЭГ. Цель 2 исследования - проверить, являются ли маркеры ЭЭГ антагонизма DMN предикторами колебаний производительности когнитивных задач у людей. Таким образом, результаты могут предложить подтверждение поведенческой значимости системы нейробиоуправления ЭЭГ, которая нацелена на антагонизм DMN. В случае успеха работа может привести к разработке доступного вычислительного инструмента психиатрии, который можно будет протестировать в клинических условиях, при которых затронут антагонизм DMN (и связанная с ним когнитивная функция), включая синдром дефицита внимания / гиперактивности, депрессию и шизофрению.