Transkraniell magnetisk stimulering av standardlägesnätverket för att förbättra sömnen

Individer med psykofysiologisk sömnlöshet uppvisar större vaken funktionell anslutning inom DMN jämfört med friska individer. Det har postulerats att överdriven aktivering och anslutning av DMN kan vara förknippad med idisslande tänkande och internt genererad upphetsning, vilket gör det svårt att somna.

Huvudmål. Det övergripande målet med detta förslag är att tillfälligt ändra styrkan på anslutningen inom DMN med hjälp av cTBS före sömn och bestämma effekterna på efterföljande sömn. Detta projekt förväntas ge robusta preliminära data som skulle möjliggöra mer omfattande forskning, inklusive en större uppföljande klinisk prövning för att fastställa effektiviteten av denna metod för att förbättra sömnsvårigheter hos militär personal.

Målet med detta projekt kommer att uppnås genom följande specifika mål:

Specifikt mål 1: Bestäm effekterna av cTBS riktat mot DMN på sömnkvalitet, hjärnans neurokemi, funktionell anslutning och nästa dag kognitiva prestanda.

Utredarnas arbetshypotes är att i förhållande till skenbehandling kommer cTBS att undertrycka neural aktivitet inom DMN, vilket leder till förbättringar av polysomnografiskt (PSG) uppmätta sömnparametrar, och detta kommer att vara associerat med neurokemiska förändringar och funktionell anslutning i DMN, och kommer att förbättra nästa dag kognitiva prestationer.

Efter slutförandet av detta specifika mål är det förväntade resultatet att ha bestämt effekterna av cTBS på sömnkvalitet, timing och varaktighet, och identifierat hjärnsystem och neurokemiprofiler som är associerade med denna förändring. Om det lyckas, skulle detta representera proof-of-concept för en potentiellt säker icke-farmakologisk metod för att underlätta sömn, och denna information kan utgöra grunden för uppföljande forskning för att förfina och ytterligare validera denna teknik för att potentiellt optimera sömnen under en mängd olika militärt relevanta situationer.

Sömnlöshet rapporteras som den vanligaste sömnstörningen. Det kan variera i svårighetsgrad, men det vanligaste symtomet är svårigheter att upprätthålla sömnen. Andra manifestationer av sömnlöshet inkluderar uppvaknande tidigt på morgonen och svårigheter att somna. Enligt annan forskning är dess prevalens 10 till 15 % beroende på diagnostiska kriterier. Ungefär 50 % av personer som rapporterar sömnlöshet har svårare symtom som uppfyller kriterierna för sömnlöshet. Sömnlöshet uppfattas som en störning av nattlig och dagtid hyperarousal. Detta tillstånd av upphetsning är både en orsak till och en följd av sömnlöshet. Sömnlöshet orsakar symtom som påverkar människor på en kognitiv, emotionell och fysiologisk nivå. Personer med sömnlöshet rapporterar ofta om känslan av överdriven oro, rasande tankar och selektiv uppmärksamhet. Fysiologiskt är sömnlöshet associerad med ökad metabolisk hastighet i hela kroppen, ökade kortisolnivåer, ökat blodtryck och förhöjd glukoskonsumtion i hjärnan under både vaket och sömntillstånd. Stressorerna vid kronisk sömnlöshet är också förknippade med en ökad risk att utveckla psykiska störningar som depression och ångestsyndrom.

Ett stort antal militär personal rapporterar betydande sömnsvårigheter eller kronisk sömnbegränsning. Faktum är att cirka 42 % av militär personal regelbundet får fem timmars sömn eller mindre per natt, en nivå som är otillräcklig för att upprätthålla optimal vakenhet, vaksamhet och beslutsfattande. Det har rapporterats att upp till 85 % av militärtjänstmedlemmarna uppfyller kriterierna för en kliniskt relevant sömnstörning, där cirka 25 % har ett primärt klagomål om sömnlöshet (dvs. svårigheter att somna eller att sova). Farmakologiska sömnmediciner kan vara effektiva i vissa situationer, men kan också vara kontraindicerade i operativa miljöer där vakenhet är en integrerad del. Eftersom sömnproblem är bland de vanligaste klagomålen för militär personal och kan ha djupgående effekter på styrkaberedskapen, är det absolut nödvändigt att nya metoder för att minimera sömnlöshet och sömnproblem utvecklas.

TMS är en hjärnstimuleringsteknik som innebär mycket färre säkerhetsrisker och negativa upplevelser än sin föregångare, elektrokonvulsiv terapi. TMS har godkänts av Food and Drug Administration (FDA) och funnits effektivt för användning i fall av behandlingsresistent depression, men har också använts off-label för att behandla OCD och andra psykiatriska störningar. TMS har visat överlägsen effekt vid behandling av primär sömnlöshet än både typiska medicin- eller psykoterapibehandlingar. Dessutom visades TMS från höger parietallob vara effektivt för att lindra symtom på komorbid ångest och sömnlöshet.

I lekmannatermer fungerar TMS genom att rikta in sig på elektromagnetiska fält på särskilda hjärnområden från utsidan av kroppen. Dessa elektromagnetiska fält skapar en ström i hjärnan via elektrokemisk avfyring av hjärnceller (neuroner). Denna process kan påverka funktionen hos de riktade hjärnområdena genom att antingen underlätta eller försämra funktionella anslutningar i ett visst nätverk av sammankopplade hjärnregioner, såsom nätverket som är associerat med dagdrömmande och självreferensiell tanke (DMN).

Den form av TMS som ska användas i denna studie, kontinuerlig theta burst (cTBS), möjliggör induktion av tillfällig hämning av kortikal aktivitet med en mycket kortare stimuleringslängd jämfört med rTMS (repetitiv transkraniell magnetisk stimulering). Detta protokoll valdes för dess förmåga att hämma, snarare än att stimulera, aktivitet i DMN. Tidigare forskning med cTBS har visat att denna teknik på ett säkert och tillfälligt sätt kan försämra funktion och anslutningsmöjligheter i riktade hjärnområden. Därför antar utredarna att en mild störning av DMN-aktivering med hjälp av cTBS före sömn kommer att underlätta sömnstart bland individer som uppfyller kriterierna för primär sömnlöshet, och utredarna föreslår vidare att denna förändring kommer att vara associerad med mätbara förändringar i DMN-anslutning och neurokemi. För att testa denna hypotes kommer utredarna att stimulera en nod av DMN ungefär två timmar före sänggåendet med hjälp av cTBS för att minska aktivering och anslutning inom de stimulerade regionerna.