NIMH K23：青少年工作记忆缺陷中额顶叶动力学的调节

项目摘要/摘要 工作记忆 (WM) 中的缺陷构成了儿童和青少年精神病理学的核心、跨诊断特征。 WM 是临床和功能结果的最强预测因子之一，但仍然缺乏可用于 WM 缺陷的治疗方法。 WM 在历史上被概念化为仅局限于背外侧前额叶皮层，而现代技术已经确立了前额叶皮层 (PFC) 和后顶叶皮层 (PPC) 的更广泛作用。 有证据表明 PPC 接收来自 PFC 的直接输入，尽管其他证据表明 PPC 对传入的刺激进行编码并前馈给 PFC 以启动控制功能。 我之前发现额顶叶 theta/gamma 振荡，特别是 theta-gamma 耦合，是 WM 过程的一种神经机制。 非侵入性脑刺激的新方法，例如间歇性θ脉冲刺激 (iTBS)，现在可以调节这些不同的振荡动力学，并随后检查可能的因果关系或时间关系。 该奖项将建立在我的初步发现之上，并将我的职业生涯从临床医生转变为独立研究人员。 这个以患者为导向的研究职业发展奖 (K23) 的目的是为我提供必要的培训，以实现我的职业目标，即利用多模态神经科学方法来测量和调节儿童和青少年精神病理学中神经认知缺陷背后的神经动力学。 根据 NIMH 的优先事项，拟议的培训计划将建立在我的临床神经心理学和临床研究基础之上，以在两个核心领域提供全面的培训和指导：1) 神经调节和 2) 计算神经科学。 在 2x2 析因双盲设计中，我们将在左侧 DLPFC 或下顶叶小叶 (IPL) 处随机分配 40 名患有 WM 缺陷的青少年（13-17 岁）样本至 iTBS。 参与者将完成一个活跃的 iTBS 会话和一个假的 iTBS 会话。 主要结果将是 WM 需求期间的 theta-gamma 耦合，如在 iTBS 之前和之后的空间 WM 任务期间通过脑电图测量的那样。 目标 1 将检查 iTBS 对 PPC 在 WM 编码阶段的影响，而目标 2 将检查 iTBS 对 PFC 在 WM 维护阶段的影响。 目标 3 将利用计算神经建模来识别振荡调制背后的新皮层电路。 我的中心假设是 PFC 和 PPC 区域在执行 WM 过程中具有互补作用。 此外，iTBS 可以调节这些区域中的 theta-gamma 耦合以改善行为表现。 我们将建立一个调节儿童精神病学振荡动力学的框架，并为我的第一个关于 WM 相关的额顶叶振荡动力学和青少年 WM 缺陷的最佳治疗参数的 R01 奠定基础。 这将为我的职业生涯提供必要的基础，以测量和调节儿童精神病学中的振荡异常。