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Tecnologia di Neuroimaging usata per studiare come lo stimolo del cervello funziona per il trattamento della depressione

Lo stimolo magnetico transcranial ripetitivo, o il rTMS, era approvati dalla FDA nel 2008 come trattamento non invadente sicuro ed efficace per la depressione severa resistente ai farmaci antideprimenti. Una piccola spirale posizionata vicino al cuoio capelluto genera le onde magnetiche ripetitive e pulsate che attraversano il cranio e stimolano le cellule cerebrali alleviare i sintomi della depressione. La procedura ha pochi effetti secondari e tipicamente è prescritta come un'alternativa o terapia supplementare quando i farmaci antideprimenti multipli e/o la psicoterapia non funzionano.

Malgrado uso aumentato di rTMS in psichiatria, le tariffe a cui pazienti rispondono alla terapia ed alla remissione di esperienza dei sintomi spesso rendenti non validi sono stati modesto nel migliore dei casi.

Ora, per la prima volta, un gruppo dell'università di psichiatri del sud di Florida e gli ingegneri biomedici hanno applicato una tecnologia neuroimaging funzionale emergente, conosciuta come la tomografia ottica diffusa (DOT), per capire meglio come gli impianti in modo da essi del rTMS possono cominciare a migliorare l'efficacia della tecnica nel trattamento della depressione. Il PUNTO usa le onde leggere vicine all'infrarosso e gli algoritmi specializzati (istruzioni del computer) per produrre le immagini tridimensionali del tessuto molle, compreso il tessuto cerebrale.

Confrontando le persone deprimenti ed in buona salute, i ricercatori di USF hanno dimostrato che questa più nuova tecnica di rappresentazione ottica può misurare sicuro ed attendibilmente i cambiamenti nell'attività di cervello indotta durante il rTMS in una regione mirata a del cervello implicato nel regolamento di umore. I loro risultati sono stati pubblicati il 1° aprile nei rapporti scientifici del giornale della natura.

Questo studio è un buon esempio di come la collaborazione fra le discipline può avanzare la nostra comprensione globale di come un trattamento come TMS funziona. Vogliamo usare che cosa abbiamo imparato dall'applicazione dell'unità ottica diffusa di tomografia ottimizzare TMS, di modo che i trattamenti sono più personali e piombo alla più remissione della depressione.„

Shixie Jiang, MD, autore principale di studio, residente del terzo anno di psichiatria, istituto universitario di Morsani di salubrità di USF di medicina

Il PUNTO è stato usato clinicamente per l'epilessia, il cancro al seno e l'osteoartrite della rappresentazione e prevedere l'attivazione delle regioni corticali del cervello, ma il gruppo di USF è il primo per introdurre la tecnologia alla psichiatria per studiare lo stimolo del cervello con TMS.

“La tomografia ottica diffusa è realmente la sola modalità che può funzione del cervello di immagine nello stesso momento in cui TMS è amministrato,„ ha detto il ricercatore principale Huabei Jiang, il PhD, un professore di studio nel dipartimento di assistenza tecnica medica e nel padre di Shixie Jiang. Il sistema della rappresentazione del PUNTO usato per lo studio di collaborazione di USF era su misura nel suo laboratorio alla facoltà di ingegneria di USF.

I ricercatori indicano tre motivi principali perché TMS probabilmente non ha vissuto fino alla sua piena capacità nel trattamento della depressione principale: ottimizzazione nonoptimized di stimolo del cervello; parametri poco chiari di trattamento (cioè, dose del rTMS, reticoli e frequenze magnetiche di impulso, periodi di riposo fra gli intervalli di stimolo) e conoscenza incompleta di come le cellule nervose nel cervello rispondono fisiologicamente alla procedura.

Il portatile, meno costosi e più di meno limitare che una certa altra strumentazione neuroimaging gradiscono MRIs, PUNTO ancora rende immagini relativamente ad alta definizione e localizzate 3D. , Il Dott. Huabei Jiang ha detto, il PUNTO può essere usato più d'importanza durante il TMS senza interferire con gli impulsi magnetici del trattamento e senza compromettere le immagini ed altri dati generati.

Il PUNTO conta sul fatto che i livelli elevati della componente ossigenata di sangue con più attività di cervello e flusso sanguigno cerebrale aumentato e livelli più bassi indicano meno attività e flusso sanguigno. Determinati studi neuroimaging egualmente hanno rivelato che la gente depressa video l'attività di cervello anormalmente bassa nella corteccia prefrontale, una regione del cervello connessa con le risposte emozionali ed il regolamento dell'umore.

Misurando cambia all'indicatore luminoso vicino all'infrarosso, PUNTO individua i cambiamenti nell'attività di cervello e, secondariamente, cambia nel volume di sangue (flusso) che potrebbe avviare l'attivazione nella corteccia prefrontale. In particolare, l'unità può riflettere i livelli alterati di ossigenato di, deoxygenated e l'emoglobina totale, una proteina in globuli rossi che portano l'ossigeno ai tessuti.

I dati analizzati studio di USF si sono raccolti da 13 adulti (7 comandi diminuiti e 6 sani) che hanno subito simultaneamente la rappresentazione del PUNTO con rTMS alla clinica della psichiatria del paziente esterno di salubrità di USF. Applicando il protocollo standard del rTMS, il trattamento è stato puntato sulla corteccia prefrontale dorsolateral sinistra del cervello - la regione più mirata a per la depressione.

I ricercatori hanno trovato che i pazienti depressi hanno avuti significativamente meno attivazione del cervello in risposta a rTMS che i partecipanti in buona salute di studio. Ancora, l'attivazione di punta del cervello ha catturato più lungamente per raggiungere nel gruppo depresso, confrontato al gruppo di controllo in buona salute.

Ciò in ritardo, attivazione meno robusta suggerisce che il rTMS come corrente amministrato nell'ambito delle linee guida di FDA non possa essere adeguato per alcuni pazienti con la depressione severa, il Dott. Shixie Jiang ha detto. La dose e la sincronizzazione del trattamento possono avere bisogno di di essere regolato per i pazienti che esibiscono le risposte indebolite a stimolo del cervello al riferimento (trattamento iniziale), lui hanno aggiunto.

I più grandi test clinici sono necessari convalidare i risultati preliminari di studio di USF come pure sviluppare i parametri ideali del trattamento ed identificare altre regioni disfunzionali nel cervello depressione-commovente che può trarre giovamento da stimolo mirato a.

“Più lavoro è necessario,„ il Dott. Shixie Jiang ha detto, “ma gli avanzamenti nel neuroimaging con i nuovi approcci come la grande promessa della tenuta ottica diffusa di tomografia per l'aiuto noi migliorano i risultati della depressione e del rTMS.„

Source:
Journal reference:

Jiang, S., et al. (2021) Neuroimaging of depression with diffuse optical tomography during repetitive transcranial magnetic stimulation. Scientific Reports. doi.org/10.1038/s41598-021-86751-9.