Icke-invasiv vagusnervstimulering som ett verktyg för att modulera mag-hjärna-koppling vid depression

Vi planerar att genomföra en randomiserad cross-over-studie inklusive två neuroimaging-sessioner för att bedöma effekten av akut tVNS (vs. bluff) på mag-hjärna-koppling med samtidig fMRI och EGG. Dessutom, för att utvärdera potentiella effekter på medellång sikt av upprepade tillämpningar av tVNS (vs. sham), kommer vi att utvärdera förändringar i gastrisk myoelektrisk frekvens och interoception/somatiska förnimmelser såväl som metabola och humörtillstånd under två veckor vardera med hjälp av en kombination av labbbaserade med ekologiska momentana bedömningar (EMA).

Följaktligen kommer vi att testa tre huvudhypoteser:

Hypotes 1: Deltagare som lider av MDD visar förändrad mag-hjärna-koppling jämfört med matchade friska kontrolldeltagare; interindividuella skillnader i interoceptiva åtgärder/somatiska förnimmelser korrelerar med koppling mellan mage och hjärna.

Hypotes 2: tVNS förbättrar kopplingen mellan magen och hjärnan i ett vagalt afferent nätverk.

Hypotes 3: Hos deltagare som lider av MDD påverkar tVNS interoception/somatiska förnimmelser och normaliserar magsäckens myoelektriska frekvens under en längre stimuleringsperiod.

Utöver dessa huvudresultat vill vi undersöka tNVS effekter på värdebaserat beslutsfattande. I detalj kommer deltagarna att bjudas in till två neuroimaging sessioner (T1 och T2) inklusive tVNS eller en skenstimulering. I början av var och en av dessa sessioner kommer blod att tas för att bestämma koncentrationen av cirkulerande hormoner. Efteråt kommer deltagarna att genomgå MRT och slutföra följande uppgifter: 1.) Titta på en Inscape-film speciellt utformad för att förbättra avbildningen i vila. Efter en 10-minuters baslinjeskanning startar tVNS/sham-stimulering och Inscape-skanningen upprepas. 2.) Matbudsuppgift för att bedöma neural matsignalsreaktivitet samt budbeteende och dess neurala korrelationer när deltagarna ombeds att bjuda för att få tillgång till den presenterade maten. 3.) Sökande uppgift för att bedöma värdebaserat beslutsfattande och dess neurala korrelationer med målet att maximera poäng i olika miljöer (fattig och rik miljö). Efter att ha slutfört matbudgivningen och födosöksuppgiften presenteras Inscape-filmen ännu en gång för att bedöma tVNS-effekter efter en långvarig stimulering. Under alla MRT-uppgifter kommer magaktiviteten att bedömas av ett EGG. Båda neuroimaging-sessionerna avslutas med en extra blodtagning.

Efter neuroimaging-sessionerna kommer deltagarna att bjudas in till två förlängda stimuleringsperioder (tVNS vs. sham), var och en på cirka två veckor. I början av de utökade stimuleringsperioderna kommer deltagarna att bjudas in till labbet och blod kommer att tas (T3). Magens myoelektriska frekvens med hjälp av EGG och värdebaserat beslutsfattande kommer att bedömas vid baslinjen och under stimulering (tVNS eller sham). Efter att ha avslutat sessionen får deltagarna en tVNS-enhet och uppmanas att stimulera sin vagusnerv i 1,5 timmar åtminstone under fyra dagar under de följande två veckorna. Under denna tidsperiod slutför deltagarna ytterligare uppgifter om värdebaserat beslutsfattande och frågeformulär med hjälp av ekologiska momentana bedömningar. I detalj kommer fyra uppgifter att täcka olika aspekter av värdebaserat beslutsfattande: 1.) Ansträngningsfördelningsuppgift (motivation att arbeta för belöningar; slutförd vid T3-T6), 2.) temporal diskontering (slutförd under hela den förlängda stimuleringsperioden) , 3.) social diskontering (genomförd under hela den förlängda stimuleringsperioden), och 4.) Influenca (gamifierad förstärkningsinlärning; genomförd under hela den förlängda stimuleringsperioden).

Efter två veckor kommer deltagarna igen till labbet och EGG-inspelningar och värdebaserade beslutsuppgifter kommer att upprepas (T4). Likaså kommer ytterligare ett blodprov att tas. Den förlängda stimuleringsperioden kommer sedan att upprepas på samma sätt för den andra stimuleringstypen (tVNS eller sham), inklusive båda sessionerna i labbet (T5 och T6). Ordningen för tVNS och skenstimulering är randomiserad för både neuroavbildningssessioner såväl som den förlängda stimuleringsperioden.