Individualisierte rTMS-Behandlung von Depressionen mit einer fMRT-basierten Targeting-Methode

Summary

Das vorliegende Protokoll beschreibt die Anwendung der repetitiven transkraniellen Magnetstimulation (rTMS), bei der eine Subregion des dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC) mit der stärksten funktionellen Antikorrelation mit dem subgenualen anterioren cingulären Kortex (sgACC) als Stimulationsziel unter der Unterstützung eines fMRT-basierten Neuronavigationssystems lokalisiert wurde.

Abstract

Um eine größere klinische Wirksamkeit zu erreichen, wird mit Spannung eine Revolution in der Behandlung der schweren depressiven Störung (MDD) erwartet. Die repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) ist eine nicht-invasive und sichere Neuromodulationstechnik, die die Gehirnaktivität sofort verändert. Trotz seiner breiten Anwendung bei der Behandlung von MDD bleibt das Behandlungsansprechen bei den Individuen unterschiedlich, was auf die ungenaue Positionierung des Stimulationsziels zurückzuführen sein kann. Unsere Studie zielt darauf ab, zu untersuchen, ob die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT)-gestützte Positionierung die Wirksamkeit von rTMS bei der Behandlung von Depressionen verbessert. Wir beabsichtigen, die Subregion des dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC) bei MDD mit der stärksten Antikorrelation mit dem subgenualen anterioren cingulären Kortex (sgACC) zu identifizieren und zu stimulieren und eine vergleichende Untersuchung dieser neuartigen Methode und der traditionellen 5-cm-Regel durchzuführen. Um eine präzisere Stimulation zu erreichen, wurden beide Methoden unter Anleitung eines Neuronavigationssystems angewendet. Wir erwarteten, dass die TMS-Behandlung mit individualisierter Positionierung basierend auf funktioneller Konnektivität im Ruhezustand eine bessere klinische Wirksamkeit zeigen könnte als die 5-cm-Methode.

Introduction

Major Depression (MDD) ist durch signifikante und anhaltende Depression gekennzeichnet, und in schwereren Fällen können Patienten auf Halluzinationen und / oder Wahnvorstellungen stoßen ^1,2. Im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung ist das Suizidrisiko bei MDD-Patienten etwa 20-mal höher³. Während Medikamente derzeit die am häufigsten verwendete Behandlung für MDD sind, sprechen 30% – 50% der Patienten nicht ausreichend auf Antidepressiva^{an 4}. Bei den Respondern tritt die Symptomverbesserung tendenziell nach einer relativ langen Latenzzeit auf und wird von Nebenwirkungen begleitet. Psychotherapie ist zwar für einige Patienten wirksam, aber kostspielig und zeitaufwendig. Eine sicherere und effektivere Behandlung von MDD ist daher dringend erforderlich.

Die repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) ist eine nicht-invasive und sichere Technik und wurde für die Behandlung verschiedener psychischer Störungen zugelassen ^5,6,7. Obwohl sein therapeutischer Mechanismus unklar bleibt, wurde spekuliert, dass rTMS funktioniert, indem es die Aktivität der stimulierten Gehirnregionen und die neuronale Plastizität ^8,9,10 reguliert und so spezifische funktionelle Netzwerke^10,11,12 normalisiert. rTMS verursacht auch einen Netzwerkeffekt, der Veränderungen in entfernten Gehirnbereichen durch Verbindungswege hervorruft, was zu einer verstärkten therapeutischen Wirkung^{führt 13}. Obwohl rTMS die Gehirnaktivität sofort und robust verändert, beträgt seine Ansprechrate bei der Behandlung von MDD nur etwa ^18%14. Der Hauptgrund kann die ungenaue Lage der Stimulationsziele¹⁵ sein.

Der subgenuale anteriore cinguläre Kortex (sgACC) ist hauptsächlich für die emotionale Verarbeitung verantwortlich und spielt eine Rolle bei der Regulierung der Reaktion auf stressige Ereignisse, der emotionalen Reaktion auf innere und äußere Reize und des emotionalen Ausdrucks^16,17,18. Diese Subregion von ACC teilt eine erhebliche strukturelle und funktionelle Konnektivität mit der Großhirnrinde und dem limbischen System ^19,20. Interessanterweise haben Studien gezeigt, dass die Poststimulationsaktivität dieses Bereichs eng mit der klinischen Wirksamkeit von TMS zusammenhängt. Zum Beispiel nahm der Blutfluss von sgACC nach einem TMS-Kurs ab, der auf den rechten dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC) abzielte, was mit der Linderung depressiver Symptome verbunden war²¹. Vink et ^al.8 fanden heraus, dass eine auf DLPFC ausgerichtete Stimulation auf sgACC übertragen wurde, und schlugen vor, dass die sgACC-Aktivität ein Biomarker für die Behandlungsreaktion von TMS sein kann. Nach früheren Forschungen schlugen Fox und Kollegen²² vor, dass das Targeting auf eine Subregion von DLPFC, die die stärkste funktionelle Antikonnektivität mit sgACC (MNI-Koordinate: 6, 16, -10) aufweist, die antidepressive Wirkung verstärkt. Hier zeigen wir ein Studienprotokoll, das darauf abzielt, diese Hypothese zu untersuchen.

Protocol

Informieren Sie alle Teilnehmer über die Studie und bitten Sie sie, die Einverständniserklärung vor Beginn der Studie zu unterschreiben. Das vorliegende Protokoll wurde von der Forschungsethikkommission des Affiliated Brain Hospital der Guangzhou Medical University genehmigt. HINWEIS: In dieser Doppelblindstudie wurden Patienten mit Depressionen nach dem Zufallsprinzip in zwei Gruppen eingeteilt. In der experimentellen Gruppe werden Stimulationsziele durch die DLPFC-sgACC-basierte individua…

Representative Results

Die ROI-weise FC-Analyse sollte zeigen, dass sgACC signifikant antikorreliert mit DLPFC ist, wobei die stärkste negative Korrelation das zu wählende Stimulusziel ist. Eine signifikante Antikorrelation zwischen der funktionellen Konnektivität von sgACC-DLPFC und dem Ansprechen auf die Behandlung sollte in der Korrelationsanalysegefunden werden 33. Das aktuelle Protokoll basiert auf einer innovativen TMS-Targeting-Methode, die noch keine früheren Studien angewendet ha…

Discussion

Der sgACC ist für die emotionale Verarbeitung verantwortlich und spielt eine wichtige Rolle bei der Stressregulation^16,17,18. Eine Studie legt nahe, dass das Targeting auf eine Subregion von DLPFC, die die stärkste funktionelle Antikonnektivität mit sgACC zeigt (6, 16, -10), die antidepressive Wirkung^{verstärken kann 25}. Daher ist die genaue Lokalisierung dieses Ziels der entscheidende Schritt dieses P…

Materials

3T Philips Achieva MRI scanner	Philips
Harvard/Oxford cortical template	http://www.cma.mgh.harva rd.edu/
MATLAB	MathWorks
SPM12	http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm
The Visor2 system	ANT Neuro		The Visor2 software, the optical tracking system, tracking tools and calibration board are part of the visor2 system.
TMS device	Magstim, Carmarthenshire, UK