EEG-mikrotillstånd över psykiska tillstånd i riskzonen (DEMETER)

• Syfte med studien: EEG-mikrotillstånd översätter den temporala dynamiken i vilotillståndet hos neuronala nätverk i hela hjärnan. Här syftar utredarna till att se om EEG-mikrostatanomalier kan utgöra markörer för psykiatriska störningar.

• Metoder: sex grupper med 21 deltagare vardera kommer att inkluderas. Det kommer att finnas fem grupper av deltagare med psykiatriska störningar (psykiatriska störningar i riskzonen - ARMS, psykos i första avsnittet - FEP, schizofreni - SCZ, egentlig depression - MDD och autismspektrumtillstånd - ASD) och en grupp friska kontroller . Vårt huvudsakliga mål är att testa skillnader i medelvärden mellan grupperna, i vila och under sömn, för var och en av de variabler som kännetecknar var och en av mikrotillstånden (varaktighet, frekvens, ockupationstid) samt, sekundärt, EEG-mått på anslutning (somatosensoriskt framkallad) potentialer), kortikal excitabilitet (alfabandskraft) och prosodiska och konversationsspråkliga mått.

  • När det gäller mikrotillståndsåtgärderna: ett fem minuters ögonstängt EEG i vilotillstånd med 64 kanaler kommer att spelas in (som en del av den större uppgiften inklusive den sensorimotoriska uppgiften som beskrivs nedan). En minimal förbearbetning kommer att göras med MNE EEG-mjukvaran på Python, som inkluderar ett bandpassfilter mellan 0,5 och 40 Hz, med referens till medelvärdet, och visuell och automatisk korrigering för artefakter. Varje inspelning kommer att omanalyseras visuellt av kliniska neurofysiologer för att säkerställa att det verkligen är en alfadominant, vilande rytm utan några kvarvarande artefakter. Mikrotillståndsanalys kommer att göras med Pycrostates-paketet. Global field power (GFP) kommer att bestämmas för varje deltagare. Endast EEG-topografier vid GFP-toppar kommer att behållas för att bestämma mikrostaternas topografier, genom en modifierad K-means-klustring. För varje ämne kommer samma antal GFP-toppar att extraheras och sammanfogas till en enda datamängd för klustring. En kombinerad poäng kommer att användas för att beräkna det optimala antalet kluster. De resulterande klustren kommer att anpassas till varje enskild karta. Temporal utjämning kommer att användas för att säkerställa att perioder av intertoppbrus, med låg GFP, inte avbröt sekvenserna av kvasistabila segment. För varje ämne kommer tre parametrar att beräknas för varje mikrotillståndsklass: förekomstfrekvens ("förekomst"), tidsmässig täckning ("täckning") och medelvaraktighet. Förekomst är det genomsnittliga antalet gånger ett givet mikrotillstånd inträffar per sekund. Täckning (i %) är procentandelen av den totala analystiden som spenderas i ett givet mikrotillstånd. Medelvaraktighet (i ms) är den genomsnittliga tid under vilken ett givet mikrotillstånd var närvarande på ett oavbrutet sätt (efter temporal utjämning).
  • När det gäller de språkliga åtgärderna: varje deltagare genomgår en semistrukturerad intervju med en utbildad experimentator. Både deltagaren och intervjuaren bär headset AKG-C544L kondensatormikrofoner, anslutna via AKG MPA VL fantomadaptrar till en Zoom H4n Pro Handy-inspelare. Tal spelas in digitalt med en samplingsvärde på 44000 Hz (16-bitar). Avståndet mellan munnen och mikrofonen hålls så konstant som möjligt (2 cm) för att säkerställa konsekventa nivåer av röststyrka. Intervjuerna görs i ett tyst rum för att begränsa miljöbuller; de två interaktanterna placeras så långt som möjligt för att förhindra överhörning (dvs. intervjuarens tal fångad av deltagarens mikrofon och vice versa). .wav-filerna som erhållits från inspelningarna kommenteras med Praat-programvaran och analyseras därefter med Praat och R. Prosodic-funktioner extraheras med hjälp av Prosogram-verktyget (en uppsättning Praat-skript, öppen källkod) och en ny modifierad version av skript från Prosogram verktyg. Variabler för turtagning extraheras med nya kombinerade Praat- och R-skript.
  • När det gäller de sensomotoriska integrationsåtgärderna: den sensomotoriska integrationen undersöks med hjälp av en visuo-haptisk uppgift. Vid varje försök har deltagaren, sittande framför en skärm, en visuell instruktion (en punkt till höger eller vänster om skärmen). Uppgiften består av att trycka på en av de två knapparna placerade på vardera sidan av kroppen med pekfingret på motsvarande hand enligt den visuella instruktionen. En vibrotaktil stimulator (små högtalare kopplade till ett Arduino elektroniskt kort som moduleras av en förstärkare) appliceras på den första dorsala interosseous muskeln i båda händerna. 400 ms före den visuella instruktionen, får en av de två händerna en taktil signal (vibration) på ena handen under 100 ms. Denna cue är mer eller mindre tillförlitlig beroende på blocket. I vissa block är det ganska tillförlitligt, eftersom 90% av försöken presenterar vibration och visuell instruktion kongruent (indikerar samma hand). Ett annat tillstånd består av endast 50% av de kongruenta försöken, och i det här fallet är den taktila signalen inte tillförlitlig. Två block med 70% kongruenta fall utförs mellanliggande. Slutligen presenteras ett baslinjeblock som inte innehåller några taktila ledtrådar i början och slutet av uppgiften. Ordningen på 90 % och 50 % blocken är slumpmässig. De taktila och visuella stimuli genereras med ett MATLAB-skript. Varje block består av 100 försök, totalt 500 försök. Elektroencefalografiska (EEG) data registreras under hela uppgiften, med hjälp av en 64-kanals EEG cap (från Biosemi) för att registrera den elektriska hjärnaktiviteten. Installationen är kopplad till en eyetracker för att kontrollera att deltagaren fixerar korset i mitten av skärmen under varje block.
  • När det gäller den multidimensionella själv- och episodiska minnesuppgiften (uppgiftsdesign: Laboratoire Mémoire, Cerveau et Cognition): vid baslinjen kommer deltagarna att skickas till självrapporterade frågeformulär som bedömer deras känsla av minimalt jag på 8 domäner (Multidimensional Assessment of Interoceptive Awareness - Version 2 ) och känsla för berättande själv på 5 domäner (Tennessee Self Concept Scale - Short Form, Present). De kommer att genomgå ett neuropsykologiskt test som bedömer deras visuella episodiska minnesprestanda (Family Pictures from Wechsler Memory Scale-III). De kommer att bedöma sitt nuvarande emotionella tillstånd på en visuell analog skala på 4 domäner (Mood Visual Analogue Scale). Efter var och en av de två navigeringssessionerna i virtuell verklighet, som består av en promenad genom en virtuell stad där deltagarna möter dagliga livshändelser som syftar till att tillfälligtvis kodas i episodiskt minne, associerade med olika nivåer av självreferens, kommer deltagarna att skickas till självrapporterade frågeformulär som bedömer deras känsla av förkroppsligande på 4 domäner (Embodiment Questionnaire), deras känsla av närvaro på 4 domäner (Igroup Presence Questionnaire) och deras cybersjuka på 2 domäner (Simulator Sickness Questionnaire). De kommer att bedöma sitt nuvarande känsloläge på en visuell analog skala (Mood Visual Analogue Scale). Slutligen kommer deltagarna att genomgå två episodiska minnestester: en gratis återkallningsuppgift och en igenkänningsuppgift. Den fria återkallelsen kommer att baseras på en verbal intervju på 20 minuter, under vilken deltagarna kommer att uppmanas att minnas alla händelser som de minns att ha stött på i den virtuella staden. För varje händelse kommer de att uppmanas att på ett systematiskt och så exakt sätt som möjligt komma ihåg: vad var händelsen, var och när den hände under navigeringen, i vilken av de två navigeringen det hände (källa), vem var referent enligt vilken händelsens personliga betydelse bedömdes, objektiva (perceptiva) och subjektiva (fenomenologiska) detaljer om händelsen, och om händelsen var livligt återupplevd eller kändes bara bekant (Remember/Know procedure). Igenkänningstestet kommer att utföras på en dator och programmeras med Python-modulen Neuropsydia. Alla 32 påträffade händelser blandade med 16 beten som inte påträffades kommer att visas framgångsrikt i en slumpmässig ordning på en datorskärm. För varje evenemang kommer flera frågor att ställas framgångsrikt och deltagarna kommer att klicka på vad de anser vara rätt svar bland flera förslag: stötte de på händelsen (Ja/Nej), och om ja var den hände (bland flera möjliga lokaliseringar på en bild av zonen där händelsen inträffade), när den inträffade (ersätter händelsen i kronologisk ordning med två andra händelser), i vilken navigering (första eller andra navigering) och vem som var referent (Mig/Annan). För varje evenemang kommer deltagarna också att betygsätta på skalor som sträcker sig från 0 till 100: graden av återupplevd eller bekantskap med händelsen (100 = Kom ihåg, 0 = Vet), minnets perspektiv (100 = förstapersonsperspektiv, 0 = tredjepersonsperspektiv), dess livlighet, trohet, känslomässig intensitet, styrka hos associerade kroppsförnimmelser, episodiska självreferenser och semantisk självreferens.

För alla variabler kommer utredarna att tillämpa en ANOVA med upprepade mått och använda följande kontraster:

1. "ARMS, FEP, SCZ, ASD, MDD" vs. "Friska ämnen" (mikrostater testas som markörer för allmän psykopatologi);
2. "ARMS, FEP, SCZ" vs "ASD, MDD" (mikrotillstånd testas som specifika markörer för psykos; på motsvarande sätt kommer specificiteten hos denna signatur för depression och ASD att testas)
3. "ARMS" vs. "FEP" vs. "SCZ" (mikrotillstånd testas som evolutionära markörer);

4. Slutligen, beroende på graden av övergång till psykos bland UHR:er, kan en jämförelse av "UHR-T" vs "UHR-NT" göras (mikrostater testas som prediktiva markörer för psykos. Alla försökspersoner kommer att genomgå en djupgående fenotypning inklusive neuropsykologi, psykopatologi , skalor för neurologiska mjuka tecken, såväl som strukturell MRI och genetiska och epigenetiska åtgärder.

   • Hypotes: obalanser i EEG-mikrotillstånd C och D förväntas vara mer uttalade över psykosspektrat och vid ASD jämfört med kontroller, MDD och ARMS, och vara associerade med anomalier i somatosensoriska, interoceptiva och språkliga egenskaper.