Causal roll för frontostriatal kretslopp i målriktat beteende (NANCY)

Denna studie är en pilotstudie med fyra sessioner, crossover-studie med transkraniell magnetisk stimulering (TMS), elektroencefalografi (EEG) och magnetisk resonanstomografi (MRT) för att förstå den kausala rollen av delta-beta-koppling i målriktat beteende i dorsolaterala prefrontal cortex (dlPFC) till dorsala striatumkretsen. Deltagare som begär att få vara med i experimentet kommer att ge muntligt, dokumenterat samtycke till att genomgå en telefonscreening för att bedöma att deltagaren uppfyller initiala uteslutnings-/inkluderingskriterier. Deltagarna fyller i ett formulär för MRT och TMS-screening via telefon för att säkerställa behörighet.

Den första sessionen kommer att vara en EEG-session med den belöningsbaserade beslutsuppgiften. I början av sessionen kommer utredarna att få skriftligt informerat samtycke. Sedan kommer utredarna att administrera ett graviditetstest om tillämpligt. Deltagarna kommer att genomföra fem bedömningar: Snaith Hamilton Pleasure Scale, Behavioral Activation System och Behavioral Inhibition System, Temporal Experience of Pleasure Scale, State-Trait Anxiety Inventory och Ruminative Responses Scale. Observera att deltagarna kommer från ett lämpligt urval och inte behöver diagnostiseras med egentlig depression. Således valdes dessa bedömningar ut eftersom de kartlägger olika personlighetsdrag som kan vara relevanta för prestation i uppgiften.

Hårbottendimensionerna för varje deltagare beräknas och ett EEG-nät appliceras. Därefter genomför deltagarna en inspelning med ögonöppna och ögonslutna vilotillstånd av EEG. Sedan är den strömlinjeformade versionen av S-EEfRT (Expenditure of Effort for Reward Task) klar. Dessa data fungerar som baslinjemätning av hjärnaktivitet utan någon form av stimulering. Denna session tar cirka 1,5 timmar att genomföra. Efter varje block av uppgiften kommer uppgiftssvårigheten att öka eller minska baserat på prestanda. I slutet av sessionen, om deltagaren valde att utföra den svåra uppgiften mer än 85 % av gångerna eller mindre än 15 % av tiden, kommer deltagaren inte att bjudas in till nästa session av experimentet. Deltagare som inte dynamiskt ändrar sitt svar baserat på incitamentet är inte engagerade i de relevanta kognitiva konstruktionerna som undersöks i denna studie.

Den andra sessionen äger rum på MR-anläggningen. Under de 24 timmarna före denna session fyller deltagarna i ett formulär för MRT-screening för att säkerställa behörighet baserat på vanliga kontraindikationer för MRT. Under de 60 minuterna av skanning förvärvas en 5-minuters strukturell MR och den återstående tiden används för att slutföra så många block av S-EEfRT som möjligt. Det minsta antalet sessioner som krävs för att använda data är 5 block, vilket tar cirka 25 minuter att samla in. Om en deltagare inte kunde genomföra det erforderliga antalet sessioner, kommer de att uteslutas från studien. Funktionell MR-data analyseras före den 3:e och 4:e sessionen för att lokalisera regionerna dorsolateral prefrontal cortex (dlPFC) och mediala prefrontal cortex (mPFC) för stimulering. I lokaliseringsanalysen ritas en region av intresse mask i huvudet på vänster caudat och i vänster nucleus accumbens och regionen i dlPFC och mPFC med toppfunktionell anslutning i uppgiftsbaserad funktionell anslutning till dessa regioner. I en pilotdatauppsättning som samlats in av utredarna, fann man att kontrasten mellan spår där det fanns ett beslut att utföra den svåra uppgiften kontra försök där den lätta uppgiften valdes var tillräcklig för att lokalisera den främre mittfrontala gyrusen. Kontrasten mellan försök där hög kontra låg incitament erbjöds var tillräcklig för att lokalisera den mediala prefrontala cortex. Således kommer utredarna att välja regioner i dessa anatomiska områden med maximal anslutning till deras respektive kärna i striatum.

Ordningen på regioner (dlPFC sedan mPFC, eller mPFC sedan dlPFC) som TMS riktar in sig på i den tredje och fjärde sessionen kommer att randomiseras och balanseras. I den tredje och fjärde sessionen kommer deltagarna att fylla i ett TMS-formulär för kontraindikationer. Samma TMS-screeningformulär kommer att administreras via telefon och i början av varje TMS-session. Om det finns någon oklarhet i kontraindikationerna för TMS-formuläret, konsulteras den medicinska övervakaren som är epileptolog och slutgiltigt godkännande erhålls. Deltagarna kommer att förses med ett EEG-nät med låg profil. I den tredje sessionen kommer den motoriska tröskeln för varje deltagare att beräknas med hjälp av enkelpuls TMS till handvredet på den vänstra primära motoriska cortex med realtidsövervakning av den motoriskt framkallade potentialen med hjälp av elektroder på den första dorsala interosseus-muskeln. Forskare kan också använda synliga ryckningar för att beräkna motortröskeln. Motortröskeln definieras som den procentuella stimulatoreffekten när en motorframkallad potential eller synlig ryckning observeras ungefär 50 % av tiden. För den fjärde sessionen kommer samma stimulatorintensitet att användas som i den tredje sessionen. Den strukturella MRI och regioner av intresse (dlPFC och mPFC) importeras till neuronavigationsprogramvara. Deltagaren bär ett tredimensionellt stereotaktiskt spårande pannband och deras huvud registreras för sin strukturella MRT med hjälp av kanoniska koordinater i hårbotten. Sedan riktas TMS-spolen mot antingen mPFC eller dlPFC och spolens position i förhållande till huvudet registreras under hela sessionen. Deltagaren utför S-EEfRT när de mönstrade tågen av TMS levereras vid varje försök. Varje block i studien är randomiserat för att ta emot antingen delta-beta-mönstrad (tripletter av TMS-pulser vid 20 Hertz var 3 Hertz), theta-gamma-mönstrade (tripletter av pulser vid 50 Hertz var 5 Hertz) eller ett arytmiskt mönster (samma antal av pulser och varaktighet med ett slumpmässigt interpulsintervall). Efter stimulering tillhandahålls ett frågeformulär med vanliga biverkningar av TMS. Baserat på resultaten av frågeformuläret för stimuleringsbiverkningar genomförs en strukturerad biverkningsintervju för att få mer information om eventuella biverkningar som valdes ut att vara "mycket höga" av deltagaren. Den tredje och fjärde sessionen tar cirka två timmar vardera.