En tiempo real fMRI Biofeedback Orientación de la corteza orbitofrontal para la ansiedad contaminación

El objetivo general de este procedimiento es entrenar a las personas para que controlen una región de su cerebro implicada en la ansiedad por contaminación, y determinar si este entrenamiento altera la función cerebral y mejora el control sobre la ansiedad por contaminación. Esto se logra primero identificando una región del córtex prefrontal orbitario del sujeto implicada en la ansiedad por contaminación. Esta será un área objetivo para una intervención de biofeedback.

El siguiente paso consiste en evaluar, antes de la intervención de biofeedback, el nivel de ansiedad que el sujeto experimenta en respuesta a imágenes relacionadas con la contaminación, así como sus patrones de conectividad cerebral. A continuación, se entrena al sujeto mediante biofeedback para que controle la región cerebral objetivo. El paso final es evaluar si los sujetos han desarrollado un mayor control sobre su área cerebral objetivo y sobre su ansiedad relacionada con la contaminación como resultado del biofeedback, y si dichos cambios están asociados a modificaciones en la conectividad con el área cerebral objetivo.

En última instancia, este enfoque revelará si la retroalimentación basada en resonancia magnética funcional en tiempo real tiene valor clínico potencial para pacientes con trastorno obsesivo-compulsivo y explorará la base neural de la ansiedad por contaminación. La retroalimentación mediante resonancia magnética funcional en tiempo real tiene un valor terapéutico potencial para muchas formas diferentes de enfermedad mental, ya que podría permitir a las personas controlar aspectos de su función cerebral que generan los síntomas.

Aquí investigamos si puede ayudar a las personas a controlar su ansiedad por contaminación. De ser así, podría ser clínicamente útil para pacientes con trastorno obsesivo-compulsivo. El enfoque presentado aquí, que combina retroalimentación biológica con evaluaciones previas y posteriores de variables clínicas y conectividad cerebral, también puede abordar preguntas fundamentales en neurociencia y psiquiatría.

La retroalimentación biológica nos permite alterar la dinámica cerebral, y luego podemos medir cómo los cambios en la conectividad cerebral dan lugar a diferencias en variables clínicas o cognitivas. Antes de iniciar este experimento, se requiere un desarrollo extenso del estímulo. Primero deben recopilarse imágenes relacionadas con la contaminación y neutras, y luego deben probarse para asegurar que la ansiedad inducida por estos estímulos esté equilibrada entre las condiciones de provocación y que la ansiedad sea significativamente mayor en las condiciones de provocación que en las condiciones neutras.

Una vez finalizados los estudios piloto, deben reclutarse y seleccionarse participantes potenciales para identificar individuos sanos que puedan participar de forma segura en experimentos de RMN y que reporten altos niveles de ansiedad ante la contaminación, así como el deseo de aprender a controlar dicha ansiedad. Para este experimento, los participantes acuden en cuatro días separados programados a intervalos de aproximadamente una semana y media, de modo que el estudio completo dure dos semanas. El diagrama de flujo que se muestra aquí describe el protocolo adicional que seguirá cada participante que reciba sesiones reales de biofeedback.

Se debe reclutar otro sujeto que coincida en edad y género para recibir biofeedback simulado antes de cada sesión de RM. Los sujetos se evalúan en busca de metales el primer día, obteniendo una imagen estructural de alta resolución. Luego se recopilan dos series de datos funcionales en estado de reposo, seguidas por tres series localizadoras de datos funcionales en las que el sujeto alterna entre ver imágenes intensas relacionadas con la contaminación e imágenes neutras a intervalos de 42 segundos.

Estas corridas de localización se utilizan para localizar la región de la CCO activada por la ansiedad ante la contaminación. Tras la sesión de imágenes del primer día, los sujetos se reúnen con el psicólogo clínico que tiene experiencia en trastornos de ansiedad para una sesión de desarrollo de una estrategia de reappraisal. El objetivo de esta sesión es desarrollar una estrategia cognitiva individualizada para el sujeto que le proporcione cierto control inicial sobre la actividad en su corteza prefrontal orbital.

Estas estrategias para aumentar o disminuir la actividad de la CTO tienen como objetivo únicamente proporcionar una capacidad inicial y limitada de controlar la CTO. Durante las sesiones de retroalimentación biológica, los sujetos tendrán la oportunidad de experimentar con sus estrategias cognitivas y recibir retroalimentación directa, lo que les permitirá desarrollar un control progresivamente mayor sobre la CTO. A continuación, se analizan los datos recopilados en el localizador del día uno antes de la sesión del día dos.

El mapa de equipo resultante indica qué regiones del cerebro fueron más activas cuando el sujeto observó imágenes relacionadas con la contaminación en comparación con cuando observó imágenes neutras. Se seleccionan los 30 píxeles superiores en este mapa de TM ubicados dentro de la CCO o la región frontal polar adyacente para representar la región diana específica de la CCO de ese sujeto para sus próximos escaneos de retroalimentación biológica. Luego, esta región se transforma desde el espacio funcional al espacio anatómico mediante un registro rígido con interpolación del vecino más cercano.

También se define una región de control que incluye toda la materia blanca del cerebro y se transforma al mismo espacio que el cerebro MNI. Estas dos regiones serán utilizadas por el programa de análisis en tiempo real durante la sesión de retroalimentación biológica del día dos. En el día dos del experimento, los sujetos participan primero en una sesión de evaluación fuera del imán.

Antes de cada sesión de evaluación, se instruye verbalmente a los sujetos para que intenten minimizar su ansiedad mientras observan las imágenes relacionadas con la contaminación que se presentarán a continuación. A continuación, se les proporcionan instrucciones detalladas en pantalla para que informen el nivel de ansiedad relacionada con la contaminación que sienten en respuesta a las imágenes. Simultáneamente, se monitorea la respuesta galvánica de la piel.

A continuación, los sujetos participan en una sesión de retroalimentación biofuncional de FMRI en tiempo real que dura 1,5 horas. La sesión comienza con la adquisición de imágenes anatómicas axiales en las mismas ubicaciones de corte que los datos funcionales. Luego, se realiza una exploración funcional de referencia.

Las dos regiones de interés se traducen al espacio funcional de la sesión actual mediante una concatenación de dos registros rígidos. El primer registro mapea las regiones desde el espacio anatómico del día uno al espacio anatómico del día dos. El segundo registro mapea las regiones desde el espacio anatómico del día dos al espacio de la exploración de referencia funcional del día dos.

Mientras se registran las regiones, se recopilan dos series funcionales que se denominan series de tarea de control. Estas series no implican retroalimentación biológica, pero se utilizan para evaluar la capacidad de los sujetos para controlar la actividad dentro de su región de interés en la corteza orbitofrontal cuando se exponen a imágenes relacionadas con contaminación. Durante la exploración, los sujetos observan imágenes con una flecha que apunta hacia arriba o hacia abajo en las imágenes relacionadas con contaminación, o hacia adelante en las imágenes neutras.

Se indica a los sujetos que intenten aumentar la actividad en su CFC cuando la flecha apunta hacia arriba, que intenten disminuir la actividad en su CFC cuando apunta hacia abajo y que simplemente se relajen cuando la flecha apunta hacia la derecha. La flecha y la imagen cambian cada 26 segundos, alternando entre las tres condiciones después de que se realiza la tarea de control y cuando la región diana y la región de control se han registrado en el espacio funcional actual. Se realizan seis series de retroalimentación biológica o seis series de retroalimentación biológica simulada, según el sujeto.

Las series de retroalimentación se utilizan para entrenar a los sujetos a controlar la actividad en su O-F-C-R-O-I. Son similares a las series de la tarea de control, excepto que los sujetos reciben retroalimentación en la parte inferior de la pantalla sobre su éxito al controlar el área cerebral. La presentación de retroalimentación mostrada aquí ha sido acelerada, pero refleja exactamente lo que un sujeto veía durante la retroalimentación biológica.

Las sesiones de retroalimentación simulada serán idénticas a las sesiones de retroalimentación real, excepto que los sujetos verán la evolución temporal de la actividad en la CFA de sesiones previas de sujetos apareados por edad y sexo, en la medida en que el sujeto de retroalimentación haya sido capaz de controlar la actividad en la CFA. Se hará parecer que el sujeto simulado tiene un éxito similar durante las sesiones simuladas, lo que generará impresiones de éxito comparables. Finalmente, se recopilan dos sesiones adicionales de tarea de control para cada sujeto.

Luego, los sujetos deben regresar el día tres para una sesión de escaneo idéntica al día dos, pero utilizando conjuntos apareados separados de estímulos; el día cuatro, los sujetos deben participar en una sesión final de evaluación. A continuación, una sesión final de resonancia magnética de una hora, en la que se recopilan datos de conectividad funcional en estado de reposo después de que se han recopilado los datos de todos los sujetos. Los sujetos que recibieron biofeedback real pueden compararse con aquellos que recibieron biofeedback simulado para determinar si desarrollaron un mayor control sobre su región diana y si eso les permitió ejercer un mayor control sobre su ansiedad por contaminación.

Los cambios en la ansiedad por contaminación en sujetos sometidos a biofeedback están relacionados con los cambios en el control sobre su región objetivo y con los cambios en los patrones de conectividad funcional. Aquí se muestra una captura de pantalla de la presentación visual de una de las últimas sesiones de biofeedback de un sujeto que logró controlar con éxito su CFA. La sesión finaliza con la condición neutral y, por lo tanto, la flecha es blanca y apunta hacia adelante.

Este sujeto también mostró un mayor control sobre su ansiedad por contaminación, indicado por puntuaciones más bajas de ansiedad en la sesión de evaluación posterior a la intervención, y tuvo un mayor control sobre su corteza prefrontal orbitaria durante las ejecuciones de la tarea de control. Este método tiene un gran potencial en psiquiatría, tanto como tratamiento clínico como herramienta de investigación para estudiar los sustratos neuronales que subyacen a los síntomas clínicos.