एफएमआरआई-आधारित लक्ष्यीकरण विधि का उपयोग करके अवसाद के लिए व्यक्तिगत आरटीएमएस उपचार
Summary
वर्तमान प्रोटोकॉल दोहराए जाने वाले ट्रांसक्रैनियल चुंबकीय उत्तेजना (आरटीएमएस) के आवेदन का वर्णन करता है, जहां उप-पूर्वकाल सिंगुलेट कॉर्टेक्स (एसजीएसीसी) के साथ सबसे मजबूत कार्यात्मक एंटीकोरिलेशन के साथ डोरसोलेटरल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (डीएलपीएफसी) का एक उपक्षेत्र एफएमआरआई-आधारित न्यूरोनेविगेशन सिस्टम की सहायता से उत्तेजना लक्ष्य के रूप में स्थित था।
Abstract
अधिक नैदानिक प्रभावकारिता प्राप्त करने के लिए, प्रमुख अवसादग्रस्तता विकार (एमडीडी) के उपचार में एक क्रांति अत्यधिक प्रत्याशित है। दोहराए जाने वाले ट्रांसक्रैनियल चुंबकीय उत्तेजना (आरटीएमएस) एक गैर-इनवेसिव और सुरक्षित न्यूरोमॉड्यूलेशन तकनीक है जो मस्तिष्क की गतिविधि को तुरंत बदल देती है। एमडीडी के उपचार में इसके व्यापक अनुप्रयोग के बावजूद, उपचार प्रतिक्रिया व्यक्तियों के बीच अलग-अलग रहती है, जो उत्तेजना लक्ष्य की गलत स्थिति के लिए जिम्मेदार हो सकती है। हमारे अध्ययन का उद्देश्य यह जांचना है कि कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एफएमआरआई) -असिस्टेड पोजिशनिंग अवसाद के इलाज में आरटीएमएस की प्रभावकारिता में सुधार करती है या नहीं। हम एमडीडी में डोरसोलेटरल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (डीएलपीएफसी) के उप-क्षेत्र को उप-पूर्वकाल सिंगुलेट कॉर्टेक्स (एसजीएसीसी) के साथ सबसे मजबूत विरोधी सहसंबंध के साथ पहचानने और उत्तेजित करने का इरादा रखते हैं, और इस उपन्यास विधि और पारंपरिक 5-सेमी नियम की तुलनात्मक जांच करने का इरादा रखते हैं। अधिक सटीक उत्तेजना प्राप्त करने के लिए, दोनों तरीकों को न्यूरोनेविगेशन सिस्टम के मार्गदर्शन में लागू किया गया था। हमें उम्मीद थी कि आराम करने वाले राज्य कार्यात्मक कनेक्टिविटी के आधार पर व्यक्तिगत स्थिति के साथ टीएमएस उपचार 5-सेमी विधि की तुलना में बेहतर नैदानिक प्रभावकारिता दिखा सकता है।
Introduction
प्रमुख अवसादग्रस्तता विकार (एमडीडी) को महत्वपूर्ण और लगातार अवसाद की विशेषता है, और अधिक गंभीर मामलों में, रोगियों को मतिभ्रम और / सामान्य आबादी की तुलना में, एमडीडी रोगियों के बीच आत्महत्या का जोखिम लगभग 20 गुना अधिक है3. जबकि दवा वर्तमान में एमडीडी के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला उपचार है, 30% – 50% रोगियों में एंटीडिपेंटेंट्स के लिए पर्याप्त प्रतिक्रिया की कमी है4. उत्तरदाताओं के लिए, लक्षण सुधार अपेक्षाकृत लंबी अव्यक्त अवधि के बाद दिखाई देता है और साइड इफेक्ट्स के साथ होता है। मनोचिकित्सा, हालांकि कुछ रोगियों के लिए प्रभावी है, महंगा और समय लेने वाला है। इसलिए एमडीडी के लिए एक सुरक्षित और अधिक प्रभावी उपचार की तत्काल आवश्यकता है।
दोहराए जाने वाले ट्रांसक्रैनियल चुंबकीय उत्तेजना (आरटीएमएस) एक गैर-आक्रामक और सुरक्षित तकनीक है और इसे विभिन्न मानसिक विकारों 5,6,7 के उपचार के लिए अनुमोदित किया गया है। यद्यपि इसका चिकित्सीय तंत्र अस्पष्ट है, आरटीएमएस को उत्तेजित मस्तिष्क क्षेत्रों और तंत्रिका प्लास्टिसिटी 8,9,10 की गतिविधि को विनियमित करके काम करने का अनुमान लगाया गया था, इस प्रकार विशिष्ट कार्यात्मक नेटवर्क10,11,12 को सामान्य किया गया था। आरटीएमएस नेटवर्क प्रभाव का कारण भी बनता है, जो कनेक्शन मार्गों के माध्यम से दूरस्थ मस्तिष्क क्षेत्रों में परिवर्तन पैदा करता है, जिससे प्रवर्धित चिकित्सीय प्रभावहोता है 13. यद्यपि आरटीएमएस मस्तिष्क की गतिविधि को तुरंत और मजबूती से बदलता है, एमडीडी के उपचार में इसकी प्रतिक्रिया दर केवल 18% 14 है। मुख्य कारण उत्तेजना लक्ष्य15 का गलत स्थान हो सकता है।
सबजेनुअल पूर्वकाल सिंगुलेट कॉर्टेक्स (एसजीएसीसी) मुख्य रूप से भावनात्मक प्रसंस्करण के लिए जिम्मेदार है और तनावपूर्ण घटनाओं की प्रतिक्रिया, आंतरिक और बाहरी उत्तेजनाओं के लिए भावनात्मक प्रतिक्रिया और भावनात्मक अभिव्यक्ति 16,17,18 को विनियमित करने में भूमिका निभाता है। एसीसी का यह उपक्षेत्र सेरेब्रल कॉर्टेक्स और लिम्बिक सिस्टम19,20 के साथ पर्याप्त संरचनात्मक और कार्यात्मक कनेक्टिविटी साझा करता है। दिलचस्प बात यह है कि अध्ययनों से पता चला है कि इस क्षेत्र की उत्तेजना के बाद की गतिविधि टीएमएस की नैदानिक प्रभावकारिता से निकटता से संबंधित है। उदाहरण के लिए, एसजीएसीसी का रक्त प्रवाह सही डोरसोलेटरल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (डीएलपीएफसी) पर लक्षित टीएमएस के एक कोर्स के बाद कम हो गया, जो अवसादग्रस्तता के लक्षणों के उन्मूलन से जुड़ा था21. 8 ने पाया कि डीएलपीएफसी पर लक्षित उत्तेजना को एसजीएसीसी में प्रचारित किया गया था, और सुझाव दिया कि एसजीएसीसी गतिविधि टीएमएस की उपचार प्रतिक्रिया का बायोमार्कर हो सकती है। पिछले शोधों के अनुसार, फॉक्स और सहकर्मियों22 ने प्रस्तावित किया कि डीएलपीएफसी के एक उप-क्षेत्र पर लक्ष्यीकरण जो एसजीएसीसी (एमएनआई समन्वय: 6, 16, -10) के साथ सबसे मजबूत कार्यात्मक एंटी-कनेक्टिविटी दिखाता है, अवसादरोधी प्रभाव को बढ़ाता है। यहां, हम इस परिकल्पना की जांच करने के उद्देश्य से एक अध्ययन प्रोटोकॉल प्रदर्शित करते हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
एसजीएसीसी भावनात्मक प्रसंस्करण के लिए जिम्मेदार है और तनाव विनियमन 16,17,18 में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। एक अध्ययन से पता चलता है कि डीएलपीएफसी के एक उप-क्षेत्र पर ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
अध्ययन को चीन पोस्टडॉक्टरल साइंस फाउंडेशन द्वारा वित्त पोषित परियोजना (2019 एम 652854) और गुआंग्डोंग, चीन के प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (अनुदान संख्या 2020 ए 1515010077) द्वारा वित्त पोषित किया गया था।
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 |
References
- Schramm, E., Klein, D. N., Elsaesser, M., Furukawa, T. A., Domschke, K. Review of dysthymia and persistent depressive disorder: History, correlates, and clinical implications. Lancet Psychiatry. 7 (9), 801-812 (2020).
- Knight, M. J., Baune, B. T. Cognitive dysfunction in major depressive disorder. Current Opinion in Psychiatry. 31 (1), 26-31 (2018).
- Otte, C., et al. Major depressive disorder. Nature Reviews Disease Primers. 2 (1), 1-20 (2016).
- Rafeyan, R., Papakostas, G. I., Jackson, W. C., Trivedi, M. H. Inadequate response to treatment in major depressive disorder: Augmentation and adjunctive strategies. Journal of Clinical Psychiatry. 81 (3), (2020).
- Zhang, J. J., Fong, K. N., Ouyang, R. g., Siu, A. M., Kranz, G. S. J. A. Effects of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) on craving and substance consumption in patients with substance dependence: A systematic review and meta-analysis. Addiction. 114 (12), 2137-2149 (2019).
- Enokibara, M., Trevizol, A., Shiozawa, P., Cordeiro, Q. Establishing an effective TMS protocol for craving in substance addiction: Is it possible. American Journal on Addictions. 25 (1), 28-30 (2016).
- Diana, M., et al. Rehabilitating the addicted brain with transcranial magnetic stimulation. Nature Reviews Neuroscience. 18 (11), 685 (2017).
- Vink, J. J. T., et al. A novel concurrent TMS-fMRI method to reveal propagation patterns of prefrontal magnetic brain stimulation. Human Brain Mapping. 39 (11), 4580-4592 (2018).
- Baeken, C., De Raedt, R. Neurobiological mechanisms of repetitive transcranial magnetic stimulation on the underlying neurocircuitry in unipolar depression. Dialogues in Clinical Neuroscience. 13 (1), 139-145 (2011).
- Tik, M., et al. Towards understanding rTMS mechanism of action: Stimulation of the DLPFC causes network-specific increase in functional connectivity. Neuroimage. 162, 289-296 (2017).
- Castrén, E. Neuronal network plasticity and recovery from depression. JAMA Psychiatry. 70 (9), 983-989 (2013).
- Cantone, M., et al. Cortical plasticity in depression. ASN Neuro. 9 (3), 1759091417711512 (2017).
- Valero-Cabré, A., Amengual, J. L., Stengel, C., Pascual-Leone, A., Coubard, O. A. Transcranial magnetic stimulation: A comprehensive review of fundamental principles and novel insights. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 83, 381-404 (2017).
- Luber, B. M., et al. Using neuroimaging to individualize TMS treatment for depression: Toward a new paradigm for imaging-guided intervention. Neuroimage. 151, 65-71 (2017).
- Wassermann, E. M., Zimmermann, T. J. P. Transcranial magnetic brain stimulation: Therapeutic promises and scientific gaps. Pharmacology & Therapeutics. 133 (1), 98-107 (2012).
- Kim, H., et al. Hypometabolism and altered metabolic connectivity in patients with internet gaming disorder and alcohol use disorder. Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry. 95, 109680 (2019).
- Kim, J. Y., et al. The correlation between the frontostriatal network and impulsivity in internet gaming disorder. Scientific Reports. 9 (1), 1191 (2019).
- Wang, Y., et al. Impaired decision-making and impulse control in Internet gaming addicts: evidence from the comparison with recreational Internet game users. Addiction Biology. 22 (6), 1610-1621 (2017).
- Mayberg, H. S. Limbic-cortical dysregulation: A proposed model of depression. Journal of Neuropsychiatry and Clinical Neurosciences. 9 (3), 471-481 (1997).
- Rolls, E. T. The cingulate cortex and limbic systems for emotion, action, and memory. Brain Structure and Function. 224 (9), 3001-3018 (2019).
- Philip, N. S., et al. Network mechanisms of clinical response to transcranial magnetic stimulation in posttraumatic stress disorder and major depressive disorder. Biological Psychiatry. 83 (3), 263-272 (2018).
- Fox, M. D., Buckner, R. L., White, M. P., Greicius, M. D., Pascual-Leone, A. Efficacy of transcranial magnetic stimulation targets for depression is related to intrinsic functional connectivity with the subgenual cingulate. Biological Psychiatry. 72 (7), 595-603 (2012).
- Sheehan, D. V., et al. The Mini-International Neuropsychiatric Interview (M.I.N.I.): The development and validation of a structured diagnostic psychiatric interview for DSM-IV and ICD-10. Journal of Clinical Psychiatry. 59, 22-33 (1998).
- Montgomery, S. A., Asberg, M. A new depression scale designed to be sensitive to change. British Journal of Psychiatry. 134, 382-389 (1979).
- Fox, M. D., Buckner, R. L., White, M. P., Greicius, M. D., Pascual-Leone, A. J. B. p. Efficacy of transcranial magnetic stimulation targets for depression is related to intrinsic functional connectivity with the subgenual cingulate. Biological Psychiatry. 72 (7), 595-603 (2012).
- Cash, R. F. H., et al. Personalized connectivity-guided DLPFC-TMS for depression: Advancing computational feasibility, precision and reproducibility. Human Brain Mapping. , (2021).
- Hamilton, M. A rating scale for depression. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 23 (1), 56-62 (1960).
- Beck, A. T., Steer, R. A., Brown, G. K. . Manual for the Beck depression inventory-II. , 1-82 (1996).
- Hamilton, M. The assessment of anxiety states by rating. British Journal of Medical Psychology. 32 (1), 50-55 (1959).
- Guy, W. ECDEU assessment manual for psychopharmacology, revised. U.S. Dept. of Health, Education, and Welfare, Public Health Service, Alcohol, Drug Abuse, and Mental Health Administration, National Institute of Mental Health, Psychopharmacology Research Branch, Division of Extramural Research Programs. , (1976).
- Kern, R. S., et al. The MATRICS consensus cognitive battery, part 2: Co-norming and standardization. American Journal of Psychiatry. 165 (2), 214-220 (2008).
- Nuechterlein, K. H., et al. The MATRICS consensus cognitive battery, part 1: Test selection, reliability, and validity. American Journal of Psychiatry. 165 (2), 203-213 (2008).
- Jing, Y., et al. Pregenual or subgenual anterior cingulate cortex as potential effective region for brain stimulation of depression. Brain and Behavior. 10 (4), 01591 (2020).
- Cole, E. J., et al. Stanford accelerated intelligent neuromodulation therapy for treatment-resistant depression. American Journal of Psychiatry. 177 (8), 716-726 (2020).
- Cash, R. F. H., et al. Subgenual functional connectivity predicts antidepressant treatment response to transcranial magnetic stimulation: Independent validation and evaluation of personalization. Biological Psychiatry. 86 (2), 5-7 (2019).
- Ge, R., Downar, J., Blumberger, D. M., Daskalakis, Z. J., Vila-Rodriguez, F. Functional connectivity of the anterior cingulate cortex predicts treatment outcome for rTMS in treatment-resistant depression at 3-month follow-up. Brain Stimulation. 13 (1), 206-214 (2020).
- Ojemann, J. G., et al. Anatomic localization and quantitative analysis of gradient refocused echo-planar fMRI susceptibility artifacts. Neuroimage. 6 (3), 156-167 (1997).
- Schonfeldt-Lecuona, C., et al. The value of neuronavigated rTMS for the treatment of depression. Clinical Neurophysiology. 40 (1), 37-43 (2010).
- Krieg, S. M., et al. Protocol for motor and language mapping by navigated TMS in patients and healthy volunteers; workshop report. Acta Neurochir (Wien). 159 (7), 1187-1195 (2017).
- Haddad, A. F., Young, J. S., Berger, M. S., Tarapore, P. E. Preoperative applications of navigated transcranial magnetic stimulation. Frontiers in Neurology. 11, 628903 (2020).
- Baeken, C., Duprat, R., Wu, G. R., De Raedt, R., van Heeringen, K. Subgenual anterior cingulate-medial orbitofrontal functional connectivity in medication-resistant major depression: A neurobiological marker for accelerated intermittent theta burst stimulation treatment. Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging. 2 (7), 556-565 (2017).
- Wu, G. R., De Raedt, R., Van Schuerbeek, P., Baeken, C. Opposite subgenual cingulate cortical functional connectivity and metabolic activity patterns in refractory melancholic major depression. Brain Imaging and Behavior. 14 (2), 426-435 (2020).
- Salomons, T. V., et al. Resting-state cortico-thalamic-striatal connectivity predicts response to dorsomedial prefrontal rTMS in major depressive disorder. Neuropsychopharmacology. 39 (2), 488-498 (2014).
- Iseger, T. A., van Bueren, N. E. R., Kenemans, J. L., Gevirtz, R., Arns, M. A frontal-vagal network theory for major depressive disorder: Implications for optimizing neuromodulation techniques. Brain Stimulation. 13 (1), 1-9 (2020).
