בזמן אמת fMRI ביופידבק מיקוד Cortex orbitofrontal עבור חרדה זיהום

המטרה הכוללת של הליך זה היא להכשיר אנשים לשלוט באזור במוחם המעורב בחרדת זיהום, ולבדוק אם אימון זה משנה את תפקוד המוח ומשפר את השליטה בחרדת זיהום. דבר זה מושג תחילה על ידי זיהוי אזור בקליפת המוח הפרונטלית האורביטלית (orbital frontal cortex) של הנבדק המעורב בחרדת זיהום. אזור זה ישמש כשטח המטרה עבור התערבות של ביופידבק (biofeedback).

השלב הבא הוא להעריך, לפני התערבות הביופידבק, את רמת החרדה שהנבדק חווה בתגובה לתמונות הקשורות לזיהום, כמו גם את דפוסי הקישוריות המוחית שלו. לאחר מכן, הנבדק עובר אימון באמצעות ביופידבק לשליטה באזור המוח המטרה. השלב הסופי הוא להעריך האם הנבדקים פיתחו שליטה רבה יותר באזור המוח המטרה ובחרדת הזיהום שלהם כתוצאה מהביופידבק, והאם שינויים אלו קשורים לשינויים בקישוריות לאזור המוח המטרה.

בסופו של דבר, גישה זו תחשוף האם למשוב ביולוגי של FMRI בזמן אמת יש ערך קליני פוטנציאלי עבור מטופלים עם הפרעה טורדנית-כפית, ותבחן את הבסיס העצבי של חרדת זיהום. למשוב ביולוגי של FMRI בזמן אמת יש ערך טיפולי פוטנציאלי עבור צורות שונות רבות של מחלות נפש, כיוון שהוא עשוי לאפשר לאינדיבידואלים לשלוט בהיבטים של תפקוד המוח שלהם שגורמים להופעת הסימפטומים.

כאן אנו בוחנים האם הדבר יכול לסייע לאנשים לשלוט בחרדת הזיהום שלהם. אם כן, הדבר עשוי להיות בעל תועלת קלינית עבור מטופלים עם הפרעה טורדנית-כפייתית (OCD). הגישה המוצגת כאן, המשלבת ביופידבק עם הערכות לפני ואחרי של משתנים קליניים וקישוריות מוחית, יכולה לתת מענה גם לשאלות בסיסיות במדעי המוח ובפסיכיאטריה.

הביופידבק מאפשר לנו לשנות את הדינמיקה המוחית, ולאחר מכן נוכל למדוד כיצד שינויים בקישוריות המוח מובילים להבדלים במשתנים קליניים או קוגניטיביים. לפני תחילת ניסוי זה, נדרשת פיתוח נרחב של גירויים. תחילה יש לאסוף תמונות ניטרליות ותמונות הקשורות לזיהום, ולאחר מכן לבצע פיילוט כדי להבטיח שהחרדה המושרה על ידי גירויים אלו מאוזנת בין תנאי הפרובוקציה, ושהחרדה גדולה באופן מובהק בתנאי הפרובוקציה מאשר בתנאים הניטרליים.

עם השלמת מחקרי הפיילוט, יש לגייס ולסנן נבדקים פוטנציאליים במטרה לזהות אנשים בריאים שיכולים להשתתף בבטחה בניסויי MRI, אשר מדווחים על רמות גבוהות של חרדת זיהום ועל רצון ללמוד כיצד לשלוט בחרדה זו. עבור ניסוי זה, הנבדקים יגיעו בארבעה ימים נפרדים המתוזמנים במרווחים של כחצי שבוע, כך שהמחקר כולו יימשך שבועיים. תרשים הזרימה המוצג כאן מפרט את הפרוטוקול עבור כל נבדק שיעבור מפגשי ביופידבק אמיתיים.

יש לגייס נסיין נוסף, התואם בגילו ובמינו, אשר יקבל ביופידבק דמה (sham biofeedback) לפני כל סשן MR. הנסיינים נסרקים לנוכחות מתכת ביום הראשון, שבו מופקת תמונה מבנית ברזולוציה גבוהה. לאחר מכן נאספים שני ריצות (runs) של נתונים פונקציונליים במצב מנוחה, ולאחריהם שלוש ריצות לוקליזציה (localizer) של נתונים פונקציונליים, שבהן הנסיין מחליף בין צפייה בתמונות עזות הקשורות לזיהום לבין תמונות ניטרליות במרווחי 42 שניות.

הרצות לוקליזציה אלו משמשות לאיתור האזור ב-OFC המופעל על ידי חרדת זיהום. לאחר סשן ההדמיה של היום הראשון, הנבדקים נפגשים עם פסיכולוג קליני המומחה בהפרעות חרדה לצורך סשן לפיתוח אסטרטגיית הערכה מחדש. מטרת סשן זה היא לפתח אסטרטגיה קוגניטיבית מותאמת אישית עבור הנבדק, שתעניק לו שליטה ראשונית מסוימת על הפעילות בקליפת המוח הפרונטלית האורביטלית שלו.

אסטרטגיות אלו להעלאה או להורדה של הפעילות ב-OFC נועדו לספק רק יכולת ראשונית ומוגבלת לשלוט ב-OFC. במהלך מפגשי הביופידבק, לנבדקים תהיה ההזדמנות להתנסות באסטרטגיות קוגניטיביות ולקבל משוב ישיר, ובכך לאפשר להם לפתח שליטה גוברת ב-OFC. לאחר מכן, הנתונים שנאספו ב-localizer של היום הראשון מנותחים לפני המפגש של היום השני.

מפת הצוות (team map) שהתקבלה מצביעה על האזורים במוח שהיו פעילים יותר כאשר הנבדק צפה בתמונות הקשורות לזיהום מאשר כאשר צפה בתמונות ניטרליות. 30 הפיקסלים המובילים במפת TM זו, הממוקמים ב-OFC או באזור הקוטב הפרונטלי הסמוך, נבחרים כדי לייצג את אזור המטרה של ה-OFC עבור אותו נבדק עבור סריקות הביופידבק העתידיות שלו. אזור זה מתורגם לאחר מכן מהמרחב הפונקציונלי למרחב האנטומי באמצעות רישום קשיח (rigid registration) עם אינטרפולציית השכן הקרוב ביותר.

אזור בקרה מוגדר אף הוא כך שיכלול את כל החומר הלבן במוח, והוא מועבר לאותו מרחב ממוח MNI. שני אזורים אלו ישמשו את תוכנת הניתוח בזמן אמת במהלך מפגש הביו-פידבק ביום השני. ביום השני של הניסוי, הנבדקים משתתפים תחילה במפגש הערכה מחוץ למגנט.

לפני כל מפגש הערכה, הנחים הנבדקים באופן מילולי לנסות ולמזער את רמת החרדה שלהם בעת הצפייה בתמונות הקשורות לזיהום שעומדות להופיע. לאחר מכן, הם מופנים להנחיות מפורטות על המסך המנחות אותם לדווח על רמת החרדה הקשורה לזיהום שהם חשים בתגובה לתמונות. במקביל, מנוטרת תגובת העור הגלוונית (Galvanic skin response).

לאחר מכן, הנבדקים משתתפים במפגש ביופידבק של FMRI בזמן אמת שנמשך 1.5 שעות. המפגש נפתח באיסוף תמונות אנטומיות אקסיאליות באותם מיקומי חתכים שבהם נאספים הנתונים הפונקציונליים. לאחר מכן, נבצע סריקת ייחוס פונקציונלית.

שני אזורי העניין מועברים למרחב התפקודי של הסשן הנוכחי באמצעות שרשור של שני רישומים קשיחים (rigid registrations). הרישום הראשון ממפה את האזורים מהמרחב האנטומי של היום הראשון למרחב האנטומי של היום השני. הרישום השני ממפה את האזורים מהמרחב האנטומי של היום השני למרחב הסריקה התפקודית של הייחוס מהיום השני.

בזמן שביצוע רישום האזורים, נאספים שני הרצות תפקודיות המכונה הרצות משימה של ביקורת. הרצות אלו אינן כוללות משוב ביולוגי (biofeedback), אלא משמשות להערכת יכולתם של הנבדקים לשלוט בפעילות בתוך אזור העניין של ה-OFC בעת חשיפה לתמונות הקשורות לזיהום. בזמן השהייה בסורק, הנבדקים צופים בתמונות עם חץ המצביע כלפי מעלה או מטה עבור תמונות הקשורות לזיהום, או קדימה עבור תמונות ניטרליות.

הנחייתו של הנבדק היא לנסות ולהגביר את הפעילות ב-OFC כאשר החץ פונה כלפי מעלה, לנסות ולהפחית את הפעילות ב-OFC כאשר החץ פונה כלפי מטה, ופשוט להירגע כאשר החץ פונה ימינה. החץ והתמונה משתנים מדי 26 שניות במחזוריות בין שלושת התנאים לאחר הרצת משימת הביקורת, ולאחר שביצעו רישום (registration) של אזור המטרה ואזור הביקורת למרחב התפקודי הנוכחי. נערכים שישה סבבי ביובק (biofeedback) או סבבי ביובק דמה (sham biofeedback), בהתאם לנבדק.

סבבי הביופידבק משמשים לאימון הנבדקים לשלוט בפעילות ב-O-F-C-R-O-I שלהם. הם דומים לסבבי משימת הביקורת, למעט העובדה שהנבדקים מקבלים משוב בתחתית המסך בנוגע להצלחתם בשליטה באזור המוח. תצוגת הביופידבק המוצגת כאן הועברה במהירות מואצת, אך מעבר לכך היא משקפת בדיוק את מה שהנבדק ראה במהלך הביופידבק.

ריצי ביופידבק דמה (Sham) יהיו זהים לריצי הביופידבק, למעט העובדה שהנבדקים יצפו בקו הזמן של הפעילות ב-OFC מריצת ביופידבק של נבדק קודם בעל גיל ומגדר תואמים, במידה שבה נבדק הביופידבק הצליח לשלוט בפעילות ב-OFC. נבדק הדמה ייראה כמצליח באותה מידה במהלך ריצי הדמה, מה שיוביל לרושמים דומים של הצלחה. לבסוף, נאספים שני ריצי משימת בקרה נוספים עבור כל נבדק.

לאחר מכן, על הנבדקים לחזור ביום השלישי לסשן סריקה זהה לזה של היום השני, אך תוך שימוש בסטים נפרדים ותואמים של גירויים; ביום הרביעי על הנבדקים להשתתף בסשן הערכה סופי. לאחר מכן, לאחר איסוף נתונים מכל הנבדקים, יתקיים סשן דימות MR סופי של שעה אחת שבו ייאספו נתוני קישוריות תפקודית במצב מנוחה. ניתן להשוות בין נבדקים שקיבלו משוב ביולוגי (biofeedback) אמיתי לנבדקים שקיבלו משוב ביולוגי דמה (sham biofeedback), כדי לקבוע אם הם פיתחו שליטה רבה יותר באזור היעד שלהם והאם הדבר אפשר להם להפעיל שליטה רבה יותר על חרדת הזיהום שלהם.

שינויים בחרדת זיהום אצל נבדקים בביופידבק קשורים לשינויים בשליטה באזור המטרה שלהם ולשינויים בדפוסי קישוריות תפקודית. כאן אנו רואים צילום מסך של התצוגה הוויזואלית מאחד מסבבי הביופידבק האחרונים של נבדק שהשיג בהצלחה שליטה על ה-OFC שלו. הסבב מסתיים במצב הניטרלי ולכן החץ לבן ומפנה קדימה.

נבדק זה הפגין גם שליטה רבה יותר בחרדת הזיהום שלו, כפי שבא לידי ביטוי בדירוגי חרדה נמוכים יותר במפגש הערכת לאחר ההתערבות, והפגין שליטה רבה יותר על הקליפה הפרונטלית האורביטלית (orbital frontal cortex) במהלך ריצות משימת הבקרה. לשיטה זו פוטנציאל רב בפסיכיאטריה, הן כטיפול קליני והן ככלי מחקר לבחינת התשתיות העצביות העומדות בבסיס התסמינים הקליניים.