In tempo reale Biofeedback fMRI Targeting la corteccia orbito-frontale per l'ansia di contaminazione

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di addestrare le persone a controllare una regione del loro cervello coinvolta nell'ansia da contaminazione e di vedere se questo allenamento altera la funzione cerebrale e migliora il controllo sull'ansia da contaminazione. Ciò si ottiene identificando prima una regione della corteccia frontale orbitale del soggetto coinvolta nell'ansia da contaminazione. Questa sarà un'area target per un intervento di biofeedback.

Il passo successivo consiste nel valutare, prima dell'intervento di biofeedback, il livello di ansia che il soggetto sperimenta in risposta alle immagini correlate alla contaminazione, nonché i suoi modelli di connettività cerebrale. Il soggetto viene quindi addestrato tramite biofeedback per controllare la regione cerebrale bersaglio. Il passo finale consiste nel valutare se i soggetti hanno sviluppato un maggiore controllo sulla loro area cerebrale bersaglio e sulla loro ansia da contaminazione a seguito del biofeedback e se tali cambiamenti sono associati a cambiamenti nella connettività con l'area cerebrale bersaglio.

In definitiva, questo approccio rivelerà se il biofeedback dell'FMRI in tempo reale ha un potenziale valore clinico per i pazienti con disturbo ossessivo compulsivo e sonderà le basi neurali dell'ansia da contaminazione. Tempo reale. Il biofeedback FMRI ha un potenziale valore terapeutico per molte forme diverse di malattia mentale perché può consentire agli individui di controllare gli aspetti della loro funzione cerebrale che danno origine ai sintomi.

Qui indaghiamo se può aiutare le persone a controllare la loro ansia da contaminazione. In tal caso, potrebbe essere clinicamente utile per i pazienti con disturbo ossessivo compulsivo. L'approccio qui presentato, che combina il biofeedback con le valutazioni prima e dopo delle variabili cliniche e della connettività cerebrale, può anche affrontare questioni fondamentali nelle neuroscienze e nella psichiatria.

Il biofeedback ci consente di alterare le dinamiche cerebrali e possiamo quindi misurare come i cambiamenti nella connettività cerebrale diano origine a differenze nelle variabili cliniche o cognitive. Prima di iniziare questo esperimento, è necessario un ampio sviluppo dello stimolo. Le immagini neutre e correlate alla contaminazione devono essere prima raccolte e poi pilotate per garantire che l'ansia indotta da questi stimoli sia bilanciata tra le condizioni di provocazione e che l'ansia sia significativamente maggiore nelle condizioni di provocazione rispetto alle condizioni neutre.

Una volta completati gli studi pilota, i potenziali soggetti dovrebbero essere reclutati e sottoposti a screening per identificare individui sani che possano partecipare in sicurezza agli esperimenti di risonanza magnetica e che riportino alti livelli di ansia da contaminazione e il desiderio di imparare a controllare tale ansia. Per questo esperimento, i soggetti vengono in quattro giorni separati programmati a intervalli di circa mezza settimana in modo che l'intero studio richieda due settimane per essere completato. Il diagramma di flusso visto qui delinea il protocollo in aggiunta per ogni soggetto che riceverà vere sessioni di biofeedback.

Dovrebbe essere reclutato un altro soggetto che corrisponda per età e sesso per ricevere un biofeedback fittizio prima di ogni sessione di risonanza magnetica. I soggetti vengono sottoposti a screening per il metallo il primo giorno, un'immagine strutturale ad alta risoluzione. Quindi vengono raccolte due esecuzioni di dati funzionali in stato di riposo, seguite da tre esecuzioni di dati funzionali del localizzatore in cui il soggetto alterna la visualizzazione di immagini correlate a un'intensa contaminazione e immagini neutre a intervalli di 42.

Queste esecuzioni del localizzatore vengono utilizzate per localizzare la regione dell'OFC attivata dall'ansia da contaminazione. Dopo la sessione di imaging del primo giorno, i soggetti incontrano lo psicologo clinico esperto in disturbi d'ansia per una sessione di sviluppo della strategia di rivalutazione. Lo scopo di questa sessione è quello di sviluppare una strategia cognitiva individualizzata per il soggetto che gli fornisca un controllo iniziale sull'attività nella corteccia frontale orbitale.

Queste strategie per aumentare o diminuire l'attività dei CFO hanno il solo scopo di fornire una limitata capacità iniziale di controllare i CFO. Durante le sessioni di biofeedback, i soggetti avranno la possibilità di sperimentare le loro strategie cognitive e ricevere un feedback diretto, permettendo loro di sviluppare un controllo crescente sull'OFC. Successivamente, i dati raccolti nel localizzatore del primo giorno vengono analizzati prima della sessione del secondo giorno.

La mappa del team risultante indica quali regioni del cervello erano più attive quando il soggetto ha visualizzato immagini relative alla contaminazione rispetto a quando ha visualizzato immagini neutre. I primi 30 pixel di questa mappa TM situati all'interno dell'OFC o della regione polare frontale adiacente sono selezionati per rappresentare la regione target dell'OFC di quel particolare soggetto per le loro prossime scansioni di biofeedback. Questa regione viene quindi tradotta dallo spazio funzionale allo spazio anatomico tramite una registrazione rigida con l'interpolazione del vicino più prossimo.

Viene anche definita una regione di controllo che include tutta la materia bianca nel cervello e viene tradotta nello stesso spazio dal cervello MNI. Queste due regioni saranno utilizzate dal programma di analisi in tempo reale durante la sessione di biofeedback del secondo giorno. Il secondo giorno dell'esperimento, i soggetti partecipano per la prima volta a una sessione di valutazione fuori dal magnete.

Prima di ogni sessione di valutazione, i soggetti vengono istruiti verbalmente a cercare di ridurre al minimo la loro ansia durante la visualizzazione delle immagini relative alla contaminazione imminente. Successivamente, vengono indirizzati con istruzioni dettagliate sullo schermo per segnalare il livello di ansia correlata alla contaminazione che provano in risposta alle immagini. La risposta galvanica della pelle viene monitorata simultaneamente.

I soggetti partecipano quindi a una sessione di biofeedback FMRI in tempo reale di 1,5 ore. La sessione inizia con la raccolta di immagini anatomiche assiali nelle stesse posizioni delle fette dei dati funzionali. Quindi viene raccolta una scansione di riferimento funzionale.

Le due regioni di interesse vengono tradotte nello spazio funzionale della sessione corrente attraverso una concatenazione di due registrazioni rigide. La prima registrazione mappa le regioni dallo spazio anatomico del primo giorno allo spazio anatomico del secondo giorno. La seconda registrazione mappa le regioni dallo spazio anatomico del secondo giorno allo spazio della scansione di riferimento funzionale del secondo giorno.

Durante la registrazione delle aree, vengono raccolte due esecuzioni funzionali denominate esecuzioni delle attività di controllo. Queste corse non coinvolgono il biofeedback, ma vengono utilizzate per valutare la capacità dei soggetti di controllare l'attività all'interno della loro regione OFC di interesse quando esposti a immagini correlate alla contaminazione. Mentre si trovano nello scanner, i soggetti visualizzano le immagini con una freccia che punta verso l'alto o verso il basso per le immagini relative alla contaminazione o in avanti per le immagini neutre.

Ai soggetti viene detto di cercare di aumentare l'attività nel loro OFC quando la freccia punta verso l'alto per cercare di diminuire l'attività nel loro OFC quando punta verso il basso e semplicemente rilassarsi quando la freccia punta a destra. La freccia e l'immagine cambiano ogni 26 secondi alternandosi tra le tre condizioni dopo l'esecuzione dell'attività di controllo e quando la regione di destinazione e la regione di controllo sono state registrate nello spazio funzionale corrente. Vengono condotte sei esecuzioni di biofeedback o esecuzioni di biofeedback fittizio a seconda del soggetto.

Le corse di biofeedback vengono utilizzate per addestrare i soggetti a controllare l'attività nel loro O-F-C-R-O-I. Sono simili alle esecuzioni delle attività di controllo, tranne per il fatto che i soggetti ricevono un feedback nella parte inferiore dello schermo riguardo al loro successo nel controllo dell'area cerebrale. La visualizzazione del biofeedback mostrata qui è stata accelerata, ma per il resto riflette esattamente ciò che un soggetto ha visto durante il biofeedback.

Le esecuzioni di biofeedback fittizio saranno identiche alle esecuzioni di biofeedback, tranne per il fatto che i soggetti visualizzeranno il corso temporale dell'attività nell'OFC da un precedente periodo di età e sesso abbinato al biofeedback eseguito nella misura in cui il soggetto di biofeedback è stato in grado di controllare l'attività nell'OFC. Il soggetto fittizio sembrerà avere lo stesso successo durante le corse fittizie, risultando in impressioni di successo simili. Infine, vengono raccolte altre due esecuzioni di attività di controllo per ogni soggetto.

Quindi i soggetti dovrebbero tornare il terzo giorno per una sessione di scansione identica al secondo giorno, ma utilizzando set separati di stimoli abbinati il quarto giorno i soggetti dovrebbero partecipare a una sessione di valutazione finale. Quindi un'ultima sessione di imaging RM di un'ora in cui vengono raccolti i dati di connettività funzionale in stato di riposo dopo che i dati sono stati raccolti per tutti i soggetti. I soggetti che hanno ricevuto un biofeedback reale possono essere confrontati con i soggetti che hanno ricevuto un biofeedback fittizio per determinare se hanno sviluppato un maggiore controllo sulla loro regione target e se ciò ha permesso loro di esercitare un maggiore controllo sulla loro ansia da contaminazione.

I cambiamenti nell'ansia da contaminazione nei soggetti con biofeedback sono correlati a cambiamenti nel controllo della loro regione target e a cambiamenti nei modelli di connettività funzionale. Qui vediamo uno screenshot della visualizzazione di una delle ultime esecuzioni di biofeedback di un soggetto che ha ottenuto con successo il controllo del proprio OFC. La corsa termina con la condizione neutra e quindi la freccia è bianca e punta in avanti.

Questo soggetto ha anche mostrato un maggiore controllo sulla propria ansia da contaminazione, come indicato da valutazioni di ansia più basse nella sessione di valutazione post-intervento, e ha avuto un maggiore controllo sulla corteccia frontale orbitale durante le esecuzioni del compito di controllo. Questo metodo ha un grande potenziale in psichiatria, sia come trattamento clinico che come strumento di ricerca per indagare i substrati neurali che sono alla base dei sintomi clinici.