Utvärdering av tDCS Hjärnstimulering vid depression med hjälp av MRT

Depression kännetecknas av störningar i regleringen av känslor och humör. Konvergerande bevis från flera hjärnavbildningsstudier indikerar att depression är associerad med dysfunktion i de top-down, känsloreglerande frontoparietala hjärnregionerna som inkluderar den hypoaktiva vänstra dorsolaterala prefrontala cortex (DLPFC) hjärnregionen och den hyperaktiva högra DLPFC. Dysfunktion i ytterligare hjärnregioner inklusive cingulate cortex, hippocampus och amygdala har också kopplats till depressiva symtom. Tillsammans bildar dessa hjärnregioner det dorso-fronto-limbiska hjärnnätverket, och fördelaktig modulering av detta specifika nätverk har antagits förbättra depressiva symtom.

Nätverksmodulering är möjlig med ett brett utbud av hjärnstimuleringstekniker, inklusive transkraniell likströmsstimulering (tDCS). Den senare tekniken har nyligen fått stort intresse i samband med måttlig depression på grund av dess påvisade säkerhet, låga kostnad och icke-invasiva karaktär. En typisk tDCS-uppställning består av icke-invasiva elektroder placerade på hårbotten för att administrera tolererbara elektriska strömmar vid specifika hjärnmål. Den administrerade elektriska strömmen har visat sig modulera hjärnans aktivitet beroende på riktningen av den applicerade elektriciteten, med anodal tDCS som ökar neuronal aktivitet vid hjärnmålet och katodal tDCS minskar aktivitet i den riktade hjärnregionen. Följaktligen har tDCS-uppsättningar vid depression typiskt riktats mot ovannämnda hypoaktiva vänstra DLPFC med anodal tDCS och/eller hyperaktiv höger DLPFC med katodisk tDCS. Nedströmseffekterna av tDCS på det dorso-fronto-limbiska nätverket är dock inte helt klarlagda. Att förstå engagemanget i detta depressionsrelevanta hjärnnätverk av tDCS kan ge viktiga insikter om att optimera tDCS-inställningar för antidepressiva applikationer. Följaktligen föreslår den aktuella studien att använda MRT-tekniker för att kartlägga och undersöka nätverksengagemang av tDCS vid depression, som beskrivs nedan. Observera att medan studiearm 1 kommer att använda data från en befintlig studie, kommer arm 2-4 att involvera rekrytering av deprimerade deltagare de-novo.

1. Studiearm 1 kommer att undersöka inblandningen av det dorso-fronto-limbiska hjärnnätverket vid depression när "aktiv" eller "sken" anodad tDCS administreras i den vänstra DLPFC-hjärnregionen i vila. "Sham" tDCS tillhandahåller ett kontrollvillkor för att underlätta mätningen av tDCS-specifika effekter, och förutom att involvera minimal elektricitet, är den designad att vara identisk med "aktiv" tDCS på alla andra sätt (t. elektrodplacering, etc.). För denna arm kommer avidentifierade data från en pågående klinisk prövning av depression med separata syften att inhämtas för analys (NCT04507243, N=48 deltagare, randomiserade till 24 "aktiva" och 24 "sken"-grupper).
2. Studiearm 2 kommer att undersöka nätverksengagemang när anodalt tDCS administreras i den vänstra DLPFC-hjärnregionen under utförandet av en mental uppgift (2-backs arbetsminne). N=24 försökspersoner kommer att registreras med en experimentell design för en enda grupp som innehåller ett kontrollvillkor inom sessionen (istället för en separat "skengrupp" som i arm 1). Deltagande kommer att involvera en bedömning över ett säkert videokonferenssamtal för att bekräfta behörighet (varar inte mer än 3 timmar) och två personliga studiebesök (varar 30 minuter respektive 2,5 timmar). Båda besöken personligen kommer att involvera magnetröntgen: det första besökets magnetröntgen kommer att hjälpa till att bestämma tDCS-elektrodens placering för det andra besöket, och det andra besökets magnetröntgen kommer att hjälpa oss att kartlägga förändringar i hjärnaktivitet och anslutningar under tDCS.
3. Studiearm 3 och 4 kommer att undersöka nätverksengagemang under höger DLPFC katodala tDCS. N=48 deltagare kommer att rekryteras för arm 3 (randomiserade till 24 "aktiva" och 24 "sham") och N=24 deltagare kommer att rekryteras för arm 4. I alla andra avseenden kommer studiearm 3 och 4 att vara identiska med studien armarna 1 respektive 2.