Низкоинтенсивное сфокусированное ультразвуковое исследование миндалевидного тела при биполярном расстройстве

Биполярное расстройство (БР) — расстройство настроения, характеризующееся эпизодами мании и/или депрессии. BD является шестой по значимости причиной инвалидности в мире и связана со значительными финансовыми затратами в размере 151 миллиарда долларов. Лечение первой линии включает такие препараты, как литий и ламотриджин, а также когнитивно-поведенческую терапию. К сожалению, около половины людей с БАР не соблюдают режим лечения, часто из-за побочных эффектов, таких как увеличение веса, седативный эффект и когнитивные нарушения. Следовательно, было бы целесообразным найти новые переносимые методы лечения пациентов с ББ.

У людей с BD наблюдается нарушение регуляции эмоций, что связано с дефицитом кортиколимбической сети. В частности, при BD корковые области мозга, такие как префронтальная кора, не могут регулировать лимбические области, такие как миндалевидное тело. Фармакологическое лечение BD может уменьшить активность миндалевидного тела и увеличить активацию передней поясной извилины во время эмоциональных раздражителей, а также увеличить функциональную связь между миндалевидным телом и вентромедиальной префронтальной корой в состоянии покоя, что коррелирует с клиническим улучшением. В литературе также последовательно показано, что объемы миндалины уменьшаются при BD со значительной отрицательной корреляцией между объемом миндалевидного тела и активацией во время эмоциональных раздражителей.

Нейромодуляция показала большие перспективы в психиатрии. Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) одобрена FDA для лечения депрессии и обсессивно-компульсивного расстройства. Глубокая стимуляция мозга (DBS) также была одобрена FDA для лечения резистентного к лечению ОКР. Эти методы нейромодуляции имеют преимущества и недостатки; ТМС неинвазивна, но ограничивается модуляцией корковых областей мозга (т. е. не может достичь подкорковых областей мозга). DBS может стимулировать более глубокие области мозга, но требует инвазивной нейрохирургии и длительного обслуживания устройства. Более новым методом нейромодуляции является транскраниальное фокусированное ультразвуковое исследование (ТФУЗ), которое неинвазивно обеспечивает доступ к глубоким областям мозга. Мы завершили рандомизированное контролируемое исследование с участием n = 30 здоровых людей, показавшее, что tFUS, нацеленный на миндалевидное тело, может уменьшить активацию миндалевидного тела и вызвать страх во время выполнения задачи, вызывающей угрозу, и функциональной связи в состоянии покоя. Снижение активации миндалевидного тела коррелировало со снижением тревожности, о которой сообщали сами пациенты.

В связи с ролью миндалевидного тела в BD, мы предлагаем первоначальное технико-экономическое обоснование использования tFUS для воздействия на миндалевидное тело для изменения активации кортиколимбической сети во время регуляции эмоций и функциональной связи миндалевидно-кортиколимбической сети в состоянии покоя у людей с BD.

Конкретные цели:

Конкретные цели предлагаемого исследования - изучить влияние tFUS миндалевидного тела на кортиколимбическую активацию во время задачи регуляции эмоций при BD, изучить влияние tFUS миндалевидного тела на функциональные связи кортиколимбического состояния покоя при BD, а также изучить взаимосвязь между tFUS -ассоциированные изменения активности миндалевидного тела и симптомов настроения.

Выбор темы:

Будут набраны двадцать участников с BD в возрасте от 18 до 64 лет. Мини-международное нейропсихиатрическое интервью (M.I.N.I.) будет использоваться для подтверждения первичного диагноза BD, поставленного лицензированным психологом.

Запись по теме:

Участники будут набираться посредством объявлений по электронной почте в MGH, на интернет-сайте Гарварда, а также посредством листовок, размещенных в Массачусетской больнице общего профиля и в местных сообществах (например, в общественных центрах, публичных библиотеках, кафе, ресторанах и прачечных самообслуживания). Прежде чем выделить время для дальнейшей оценки соответствия критериям включения и исключения, будет проведена телефонная проверка, чтобы подтвердить вероятность того, что субъекты будут соответствовать критериям включения и исключения.

Информированное согласие будет получено до выполнения каких-либо протокольных процедур. Информированное согласие будет использоваться для простого объяснения рисков и преимуществ участия в исследовании. Характер исследования будет полностью объяснен исследователем, соисследователями или специально обученным исследовательским персоналом. Субъекту будет предложено задавать вопросы, касающиеся его участия в исследовании, и ему может потребоваться столько времени, сколько он считает необходимым, чтобы обдумать свое участие, а также проконсультироваться с членами семьи или их врачами. Участие в этом исследовании является добровольным, и субъекты могут отказаться от участия в любое время. Документы об информированном согласии, одобренные IRB, будут подписаны и датированы субъектом и лицом, получившим согласие.

Процедуры исследования:

После предоставления информации об исследовании и получения информированного согласия, одобренного IRB, участники совершат до семи учебных визитов в семь разных дней.

Посещение 0 (до 1,5 часов) Мы рассмотрим все части формы согласия и ответим на любые вопросы. МИНИ. будет проведено, чтобы определить, есть ли у участника первичный диагноз биполярного расстройства. Также будут использоваться опросник депрессии Бека (BDI) и шкала оценки мании молодого возраста (YMRS) для подтверждения того, что участники в настоящее время испытывают симптомы (BDI ≥ 14 и YMRS ≤ 12). Для измерения тяжести симптомов также будет собираться клиническая глобальная шкала тяжести впечатлений (CGI). Участники будут исключены из дальнейших процедур исследования, если они не соответствуют вышеописанным критериям.

Посещение 1 (до 2,5 часов). Участники пройдут клинические оценки, включая YMRS, BDI, CGI и SAFTEE. Участники проходят практические занятия по компьютерному заданию MSIT. Участники также проходят МРТ-сканирование, где мы будем собирать функциональные сканы, включая сканы BOLD состояния покоя, сканы BOLD на основе задач и ASL. Участники также проходят ультразвуковую обработку tFUS на сканере. Во время МРТ также будут регистрироваться психофизиологические показатели.

Визиты 2 и 3 (до 1,5 часов каждое; с интервалом 4–7 дней после предыдущего визита). Участники пройдут SAFTEE и пройдут ультразвуковую обработку tFUS вне сканера. Психофизиологические показатели также будут записываться во время ультразвуковой обработки.

Визит 4 (до 2,5 часов; интервал между 4–7 днями после предыдущего визита). Участники пройдут клинические оценки, включая YMRS, BDI, CGI и SAFETEE. Участники проходят практические занятия по компьютерному заданию MSIT. Участники также проходят МРТ-сканирование, где мы будем собирать функциональные сканы, включая сканы BOLD состояния покоя, сканы BOLD на основе задач и ASL. Участники также проходят ультразвуковую обработку tFUS на сканере.

Посещения 5 и 6 (длительностью до 1 часа; с интервалом в 1 неделю и 1 месяц после посещения 4). Участники заполняют те же анкеты, что и при посещении 1.

Клинические оценки:

Во время каждого исследовательского визита мы будем измерять тяжесть симптомов ББ (оценочная шкала мании молодого человека) и нарушений (шкала тяжести клинических глобальных впечатлений). Участники также заполнят анкету для самоотчета о тяжести симптомов депрессии (опросник депрессии Бека).

Задача по помехам от нескольких источников:

Участники выполнят аффективный вариант задачи «Многоисточниковое вмешательство» (MSIT), где они будут выполнять задачу когнитивного вмешательства во время просмотра изображений, вызывающих эмоции. Мы использовали эту задачу для исследования активации кортиколимбической сети при BD. Во время каждого испытания на экране будет отображаться трехзначное число (с использованием цифр 0, 1, 2, 3). Каждое испытание будет содержать два одинаковых номера отвлекающих факторов и отдельный целевой номер. Участники определят отличающееся число, нажав кнопку. Во время испытаний на отсутствие помех положение другого номера совпадает с положением на блоке кнопок (например, 100, 020, 003) и не соответствует положению на блоке кнопок (например. 221, 232, 331) во время испытаний на интерференцию. Эти числа будут наложены на положительные, отрицательные и нейтральные изображения из Международной системы аффективных изображений. Участники выполнят это задание на МРТ-сканере до и после первого и последнего сеансов tFUS.

tFUS: Участники будут оснащены BX Pulsar 1002 (BrainSonix Corp). Мы будем использовать нейронавигацию Brainsight и реперные маркеры, прикрепленные к датчику, чтобы определить правильное положение датчика. Параметры tFUS — это те же параметры, которые мы использовали в наших предыдущих и текущих исследованиях tFUS миндалевидного тела (основная частота = 650 кГц, частота повторения импульсов = 10 Гц, длительность импульса = 0,5 мс, рабочий цикл = 5%, пониженное значение ISPPA). = 14,4 мВт/см2, пониженная ISPTA = 720 мВт/см2). Ультразвуковая обработка будет проводиться в блоках продолжительностью 30 секунд и 30 секунд выключения, в течение 10 минут обработки ультразвуком во время каждого сеанса. Все участники получат 4 сеанса tFUS в течение 4 недель (1 в неделю), что соответствует тому же графику, который в настоящее время используется для текущего исследования tFUS миндалевидного тела при генерализованном тревожном расстройстве (2019P000562).

МРТ-сканы:

На первом и последнем сеансе tFUS участники будут сканированы в Центре биомедицинской инженерии Мартиноса с помощью МРТ-сканера Siemens 3T Prisma. Структурное изображение высокого разрешения будет получено для совместной регистрации функциональных изображений. Мы будем собирать функциональные магнитно-резонансные изображения (фМРТ), зависящие от уровня кислорода в крови (ЖИРНО), во время выполнения задачи (описанной выше) и в состоянии покоя до и после ТФУЗИ.

Психофизиология:

Записывающие электроды будут прикреплены к ладони левой руки субъекта для измерения кожно-гальванической реакции (КГР). КГР будет измеряться с помощью одноразовых электродов (Biopac Systems, Inc., Goleta CA), предназначенных для использования как внутри, так и вне помещения МРТ. Внутри сканера МРТ свинцовый экран будет заземлен через радиочастотный фильтр на соединении кабинета МРТ с диспетчерской. Внутри и снаружи сканера сигнал GSR будет усиливаться и записываться с помощью модуля проводимости кожи BIOPAC Systems, подключенного к компьютеру, на котором установлено программное обеспечение AcqKnowledge (системы BIOPAC).

Биостатистический анализ:

Данные задания фМРТ BOLD будут предварительно обработаны и проанализированы с использованием программного обеспечения SPM12 (Отдел когнитивной неврологии Wellcome, Лондон, Великобритания). Изображения будут скорректированы по времени получения срезов, совмещены с первым изображением МРТ до tFUS в качестве эталона, зарегистрированы совместно со структурными изображениями человека, сегментированы в пространственно нормализованные карты тканей, стереотаксически нормализованы в стандартизированное пространство, установленное Монреальским комитетом. Неврологический институт (MNI; http://www.bic.mni.mcgill.ca; проект ICBM NIH P-20) и сглажены/свернуты с помощью трехмерного гауссовского фильтра шириной 6 мм на половине максимума. Предварительно обработанные изображения будут введены в внутрисубъектный анализ первого уровня. Параметры перестройки, представляющие движение в трех поступательных и трех направлениях вращения (x, y, z, тангаж, крен, рысканье), будут включены в качестве ковариат для корректировки движения. Для каждого участника будут созданы контрастные изображения для условий, представляющих интерес до и после ТФУЗИ. Модель случайных эффектов 2-го уровня будет изучать изменения, связанные с tFUS, во время исследований отрицательного и положительного вмешательства по сравнению с исследованиями нейтрального невмешательства в миндалевидном теле и в целом кортиколимбической сети от до и после tFUS.

ЖИРНЫЕ данные о состоянии покоя будут предварительно обработаны и проанализированы с использованием набора инструментов CONN с миндалевидным телом в качестве исходной области. Изображения будут приведены в соответствие с эталонным изображением, скорректированы по времени среза, сорегистрированы в стандартизованном пространстве, сегментированные, функциональные и структурные изображения будут нормализованы и сглажены с помощью полноширинного полувысотного ядра Гаусса шириной 8 мм. Движение в шести различных направлениях (x, y, z, наклон, крен, рысканье) и составная часть покадрового смещения из набора инструментов ART будут введены как ковариаты. Мы завершим шумоподавление по умолчанию, при котором будут удалены мешающие эффекты сигнала BOLD, связанного с белым веществом, спинномозговой жидкостью и движением. Будут проводиться ANOVA с повторными измерениями, чтобы выяснить, связано ли tFUS со значительными изменениями в трансформированных по Fischer-Z значениях функциональной связи между семенной областью миндалины и областями кортиколимбической сети.

Исследовательские двумерные корреляции позволят оценить, коррелируют ли связанные с tFUS изменения в миндалевидном теле и общей активности кортиколимбической сети с изменениями клинических показателей и улучшением.