Projekt i wdrożenie badania fMRI badającego tłumienie myśli u młodych kobiet z depresją i zagrożonych depresją

Summary

Naszym celem jest zidentyfikowanie neuronalnych korelatów leżących u podstaw trwałego i przejściowego tłumienia myśli oraz ponownego pojawiania się myśli u osób kontrolnych, zagrożonych i cierpiących na depresję. Aktywacja była największa w grupie kontrolnej w porównaniu z grupą ryzyka i depresją w grzbietowo-bocznej korze przedczołowej podczas tłumienia myśli i przedniej korze obręczy podczas ponownego pojawiania się myśli.

Abstract

Ruminacyjne rozmyślanie wiąże się ze zwiększoną podatnością na poważną depresję. Osoby, które regularnie ruminują, często starają się zmniejszyć częstotliwość swoich negatywnych myśli, aktywnie je tłumiąc. Naszym celem jest zidentyfikowanie neuronalnych korelatów leżących u podstaw tłumienia myśli u osób zagrożonych i cierpiących na depresję. Badaniem objęto trzy grupy kobiet; grupa z dużymi zaburzeniami depresyjnymi, grupa ryzyka (mająca krewnego pierwszego stopnia z depresją) i grupa kontrolna. Uczestnicy przeprowadzili mieszany paradygmat fMRI ze zdarzeniami blokowymi obejmujący tłumienie myśli, okresy wolnego myślenia i kontroli motorycznej. Uczestnicy zidentyfikowali ponowne pojawienie się myśli "do stłumienia" ("wskakiwanie" z powrotem do świadomości) za pomocą naciśnięcia przycisku. Podczas tłumienia myśli grupa kontrolna wykazywała największą aktywację grzbietowo-bocznej kory przedczołowej, następnie grupa zagrożona, a następnie depresyjna. Podczas ponownego pojawienia się natrętnych myśli w porównaniu z udanym ponownym stłumieniem tych myśli, grupa kontrolna wykazała największą aktywację przedniej kory obręczy, a następnie grupa zagrożona, a następnie depresyjna. Zagrożeni uczestnicy wykazywali anomalie w neuronalnej regulacji tłumienia myśli, przypominające dysregulację występującą u osób z depresją. Wartość predykcyjna tych zmian w wystąpieniu depresji pozostaje do ustalenia.

Introduction

Częstą cechą u osób z dużym zaburzeniem depresyjnym (MDD) jest skłonność do myślenia ruminacyjnego¹. Ten mechanizm radzenia sobie jest uważany za nieadaptacyjny, ponieważ polega na pasywnej fiksacji na negatywnych myślach i wydarzeniach bez próby rozwiązania^2-5. Ruminacja wiąże się ze zwiększonym ryzykiem rozwoju depresji^1,6-9 oraz wydłużeniem i nasileniem epizodów depresyjnych¹⁰.

Osoby, które regularnie rozmyślają, często starają się zmniejszyć częstotliwość tych negatywnych myśli, aktywnie je tłumiąc¹¹. Jednak angażowanie się w tłumienie myśli może sprawić, że takie myśli będą bardziej dostępne i prawdopodobnie szybko pojawią się ponownie w myślach danej osoby¹². Może to być częściej obserwowane u osób z depresją, ponieważ ich zdolność do aktywnego tłumienia myśli może być zagrożona. Ponadto wykazano, że tłumienie myśli zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia innych negatywnych myśli u osób z dysforią¹³. Dlatego u osób z depresją tłumienie ruminacyjnych myśli może prowadzić do zaostrzenia objawów; Jest to produkt zwiększonego cyklu intruzji ruminacyjnych i wzmożonego negatywnego myślenia.

Neuropatologiczne modele depresji zakładają rozregulowanie obwodów limbicznych, prążkowiowych, wzgórzowych i korowych mózgu¹⁴. Spoczynkowe zakłócenia regionalnego metabolizmu i przepływu krwi są konsekwentnie zgłaszane w MDD, z podwyższonymi poziomami podstawowymi obserwowanymi w ciele migdałowatym, oczodołowej korze czołowej, brzusznej przyśrodkowej korze przedczołowej i przyśrodkowym wzgórzu. Ponadto obniżone poziomy znajdują się w grzbietowo-bocznej korze przedczołowej oraz subgenualnej i grzbietowej przedniej części kory zakrętu obręczy w porównaniu ze zdrowymi osobami z grupy kontrolnej^15,16. Obserwacje te doprowadziły do poglądu, że MDD wiąże się ze zmniejszeniem aktywności obszarów grzbietowych i zwiększoną emocjonalną aktywnością limbiczną w bardziej brzusznych obszarach mózgu.

Teorie kognitywne dotyczące regulacji myślenia zidentyfikowały rolę dwóch oddzielnych mechanizmów w tłumieniu myśli. Sugeruje się, że pierwszy mechanizm kontroli jest stale zaangażowany w celu utrzymania podstawowego poziomu tłumienia myśli, a drugi mechanizm jest przejściowo aktywowany w celu ponownego stłumienia wszelkich niechcianych myśli, które zdołają przekroczyć^{ten poziom} bazowy. Funkcjonalne dane MRI wskazują na szereg regionów mózgu w tych procesach, w tym grzbietowo-boczną i brzuszno-boczną korę przedczołową^18,19, wyspę^19,20, przednią korę obręczy²⁰ i grzbietowo-przyśrodkową korę przedczołową^19,21 podczas utrzymywania tłumienia myśli. Dodatkowo, ponowne pojawienie się stłumionej myśli było szczególnie związane z zaangażowaniem przedniej części kory obręczy¹⁸. W związku z tym wydaje się, że obszary mózgu, które wykazują rozregulowanie w depresji, w tym grzbietowo-boczna kora przedczołowa, wyspa, przednia kora obręczy, grzbietowo-przyśrodkowa kora przedczołowa²² i te zaangażowane w tłumienie myśli. Sugeruje to, że istnieje neurofizjologiczny, a nie tylko behawioralny związek między tłumieniem myśli a depresją.

Młode kobiety, które angażują się w ruminacyjne myśli, są bardziej narażone na rozwój depresji²³. Ryzyko depresji jest również uwarunkowane genetycznie; Osoby, których rodzic lub rodzeństwo cierpią na depresję, są znacznie bardziej narażone na rozwój depresji niż osoby, u których w rodzinie nie występowały tego zaburzenia^. Badanie to zostało przeprowadzone w celu zbadania systemów neuronalnych zaangażowanych w tłumienie myśli w grupie młodych kobiet z rodzinnym ryzykiem depresji, grupie młodych kobiet obecnie doświadczających depresji oraz grupie zdrowych osób z grupy kontrolnej. Opracowaliśmy nowatorski paradygmat tłumienia myśli ruminacyjnych, aby zbadać zmiany w aktywności neuronalnej związane z trwałym i przejściowym tłumieniem myśli zarówno neutralnych, jak i osobiście istotnych. Ten projekt pozwolił nam zbadać, czy istnieją różnice w aktywności neuronalnej w celu tłumienia myśli istotnych osobiście w stosunku do myśli neutralnych. Co więcej, przetestowanie grupy ryzyka dało możliwość zbadania potencjalnych markerów podatności na depresję poprzez ustalenie, czy ryzyko depresji jest związane z wielkością sygnału zależnego od poziomu tlenu we krwi (BOLD) w regionach związanych z depresją.

Na podstawie literatury dotyczącej aktywności neuronalnej w depresji^15,16 oraz badań nad ruminacją i tłumieniem myśli^25,26 przewidywano, że tłumienie myśli będzie związane ze zmniejszonym zaangażowaniem grzbietowo-bocznej kory przedczołowej u uczestników z MDD w porównaniu do grupy kontrolnej. Oczekiwano, że większa podatność na depresję w grupie ryzyka znajdzie odzwierciedlenie w poziomach aktywności grzbietowo-bocznej kory mózgowej, które mieszczą się między grupą kontrolną a grupą depresyjną. Co więcej, spodziewano się, że ponowne pojawienie się stłumionych myśli będzie związane z aktywacją przedniej części kory obręczy i że aktywacja ta będzie większa w grupie kontrolnej niż w grupie ryzyka. Ponadto spodziewano się zaobserwować znacznie mniejszą aktywację przedniej części kory obręczy u uczestników z depresją w porównaniu zarówno z uczestnikami kontrolnymi, jak i zagrożonymi podczas ponownego pojawiania się stłumionych myśli.

Protocol

Wszyscy uczestnicy zostali poinformowani o procedurach i podpisali formularz zgody przed rozpoczęciem badania. Komisje Etyki Badań Naukowych Uniwersytetu McMaster i St. Joseph's Healthcare Research zatwierdziły wszystkie procedury.
Uwaga: W tym protokole wykorzystano 47 praworęcznych kobiet w wieku od 16 do 24 lat. Z czego 15 uczestników cierpi na MDD (diagnoza potwierdzona przez lekarza) i doświadcza epizodu depresyjnego w czasie badania. Ta grupa osób jest określana jako "grupa MDD". Grupa ryzyka w tym protokole składa się z 16 uczestników, którzy mają krewnego pierwszego stopnia (rodzica lub rodzeństwo) z diagnozą MDD, ale zdiagnozowano u nich zaburzenie psychiczne i nie są obecnie w depresji. Grupa kontrolna w tym protokole składa się z 16 uczestników, którzy nie mają krewnych pierwszego stopnia z depresją, nie mają diagnozy zaburzenia psychicznego w ciągu całego życia i nie są obecnie w depresji.

1. Wybór uczestników

1. Rekrutacja zdrowych kobiet z grupy kontrolnej i zagrożonych za pośrednictwem Internetu i ogłoszeń drukowanych w lokalnej społeczności oraz za pośrednictwem Wydziału Psychologii, Neurologii i Zachowania na lokalnym uniwersytecie. Rekrutuj uczestników z depresją za pośrednictwem Kliniki Zaburzeń Nastroju w lokalnym szpitalu.
   UWAGA: Kwalifikujący się pacjenci kwalifikują się do udziału, jeśli są kobietami i zdiagnozowano u nich pierwotne zaburzenie nastroju zgodnie z kryteriami DSM-IV²⁷ oraz mają klinicznie istotne standaryzowane wyniki odcięcia w kwestionariuszach Inwentarza Depresji Becka-Wersja II (BDI-II) i Skali Oceny Depresji Hamiltona (HAM-D), zgodnie z wypełnieniem tych środków po przybyciu.
2. Przeprowadź wstępne rozmowy telefoniczne lub osobiste z zainteresowanymi uczestnikami, aby ustalić, czy się kwalifikują. Wyklucz uczestników, którzy nie spełniają wymagań bezpieczeństwa skanera lub kryteriów kwalifikacyjnych dla MDD, grup ryzyka lub kontrolnych oraz wszystkich uczestników z obecną lub przeszłą historią psychozy, manii lub zespołu lęku uogólnionego (). Dodatkowo należy wykluczyć uczestników, którzy doznali urazu głowy prowadzącego do utraty przytomności lub byli wcześniej leczeni terapią elektrowstrząsową lub przezczaszkową stymulacją magnetyczną.
3. Zaproś wybraną grupę osób do przeprowadzenia szeroko zakrojonych badań i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) przy użyciu następujących parametrów [3T, T1-ważona akwizycja osiowa SPGR z: 132 - 160 warstwami (grubość 1 mm). skan fMRI, 8-kanałowa cewka głowicy, 31 warstw osiowych (grubość 4 mm, bez szczeliny), TR/TE = 2 500/35 ms, FOV = 24 cm, matryca = 64 x 64, Kąt odwrócenia 90°].
   nuta: Wyklucz uczestników z, ponieważ przewiduje się, że mogą odczuwać wyższy poziom lęku podczas części badania dotyczącej skanowania MRI, co zakłóca koncentrację i zgodność z zadaniami.
4. Skanuj uczestniczki w ciągu pierwszych 12 dni ich cykli menstruacyjnych (faza folikularna), aby zmniejszyć potencjalny wpływ wahań hormonalnych.

2. Zadanie tłumienia myśli

1. Zbuduj zmodyfikowaną wersję paradygmatu tłumienia opisanego przez Mitchella i współpracowników¹⁸, która będzie oglądana przez uczestników w skanerze. Paradygmat składa się z 4 bloków, z których każdy jest oznaczony nowo prezentowanym ekranem.
2. Użyj oprogramowania do budowania paradygmatu psychologicznego, aby zaprogramować paradygmat. Korzystając z oprogramowania, składaj slajdy tekstowe i graficzne, które mają być prezentowane seryjnie, z odpowiedziami zbieranymi w milisekundowym czasie. Pierwszy blok prezentuje instrukcję target na ekranie przez 12,5 sekundy. Sformatuj paradygmat tak, aby 3-kolorowy sygnał drogowy był obecny po lewej stronie wszystkich kolejnych ekranów.
3. Skonfiguruj paradygmat tak, aby na następnym ekranie wyświetlał czerwony sygnał świetlny przez 30 sekund. Zaprogramuj paradygmat tak, aby wyświetlał zielony sygnał drogowy przez 30 sekund na następnym wyświetlonym ekranie.
   1. Skonfiguruj ostatni ekran tak, aby wyświetlał żółte światło. światłem cztery razy w pseudolosowych odstępach czasu od 1,500 - 2,500 ms. Powtórz tę serię ekranów 12 razy.
   2. Wstaw docelowe stwierdzenia do paradygmatu podczas wizyty uczestników, a tym samym skonstruuj paradygmat w taki sposób, aby można go było łatwo modyfikować. Podczas wizyty uczestników poinstruuj ich, aby stłumili docelową myśl, gdy prezentowane jest czerwone światło, aby wolni myśleli, gdy prezentowane jest zielone światło i naciskali przycisk odpowiedzi za każdym razem, gdy żółte światło. Wykonanie tego zadania w skanerze MRI pozwoli na ocenę różnicy w aktywności neuronalnej podczas każdego zleconego zadania.

3. Wizyta uczestnika

1. Po przyjeździe oceń nasilenie depresji i stan psychiczny wszystkich uczestników za pomocą kwestionariuszy BDI-II, HAM-D i Mini International Neuropsychiatric Inventory (MINI). Zbieraj informacje na temat statusu leków i wykształcenia.
   UWAGA: Kwestionariusze te zostały wypełnione w ramach szerszego dochodzenia obejmującego inne środki niewymienione tutaj.
2. Poproś uczestników, aby wypisali niepokojące myśli lub obawy, do których wielokrotnie wracali w ciągu ostatnich kilku tygodni i których nie byli w stanie się pozbyć. Nagraj te ustne wypowiedzi podczas omawiania ich z uczestnikiem. Pracując z uczestnikiem, sparafrazuj wypowiedź, skracając ją do długości 7 - 10 słów i zidentyfikuj słowo kluczowe, które jest emocjonalnie znaczące i wyraźnie przekazuje uczestnikowi znaczenie zdania docelowego.  
3. Przed skanowaniem poinstruuj uczestnika, aby obserwował sygnalizację świetlną na ekranie przez cały paradygmat. Poinstruuj uczestnika, aby pominął przedstawione stwierdzenie docelowe, gdy pojawi się czerwone światło. Poproś uczestnika, aby swobodnie myślał o czymkolwiek i pozwolił swoim myślom wędrować, gdy pojawi się zielone światło.
4. Poinstruuj uczestników, aby naciskali przycisk w polu odpowiedzi skanera za każdym razem, gdy docelowa myśl pojawi się ponownie, zarówno w okresie tłumienia myśli, jak i w okresie wolnej myśli. Na koniec poproś uczestników, aby naciskali przycisk pola odpowiedzi za każdym razem, gdy pojawi się żółte światło.
   UWAGA: Kolejność bloków w każdym przebiegu funkcjonalnym jest następująca: a) okres prezentacji wypowiedzi docelowej b) okres tłumienia myśli osobistych lub rozpraszających, c) okres wolnego myślenia oraz d) okres reakcji motorycznej na kontrolę aktywacji obszarów motorycznych wywołanych podczas naciśnięć przycisków w blokach tłumienia myśli i swobodnej myśli. Ten wzór powtarza się 12 razy, cztery razy w każdym z 3 biegów.
5. Wstaw do paradygmatu osobiste względne i dystraktorowe stwierdzenia docelowe oraz słowa kluczowe. W każdym przebiegu upewnij się, że pierwszy blok składa się z dwóch osobistych bloków tłumienia myśli i dwóch bloków tłumienia myśli rozpraszających (patrz Rysunek 1).
   1. Przedstaw skrócone wypowiedzi i słowa kluczowe w kolejnej kolejności i dla każdego z nich po 1TR, a następnie sygnał świetlny na pozostałą część docelowego okresu prezentacji stwierdzenia. Zrównoważ kolejność okresów myśli osobistych i rozpraszających w każdym z 3 skanów fMRI i u wszystkich uczestników.
      Uwaga: Docelowe stwierdzenia i słowa kluczowe będą składać się zarówno z osobiście istotnych negatywnych ruminacyjnych myśli dostarczonych przez uczestnika (na przykład: "Pomyśl o tym, aby nie dostać się na uniwersytet"), jak i neutralnych stwierdzeń rozpraszających zaczerpniętych z baterii przygotowanej przez Nolen-Hoeksema (na przykład: "Pomyśl o rzędzie butelek szamponu na wystawie" ²).
6. Zeskanuj każdego uczestnika za pomocą trzech funkcjonalnych skanów MRI.

4. Akwizycja i analiza danych funkcjonalnego rezonansu magnetycznego

1. Przeprowadzanie obrazowania na skanerze o krótkim otworze 3T z 8-kanałową równoległą cewką głowicy odbiornika. Wykonaj ważony trójwymiarowy osiowy skan anatomiczny SPGR T1 z 132 - 160 plastrami (o grubości 1 mm). Uzyskaj trzy funkcjonalne przebiegi MRI przy użyciu sekwencji EPI gradientowo-echowej składającej się z 31 osiowych wycinków (o grubości 4 mm, bez przerwy) rozpoczynających się od wierzchołka mózgowego i obejmujących cały mózg (TR / TE = 2,500/35 ms, FOV = 24 cm, matryca = 64 x 64, kąt odwrócenia 90 °).
2. Przenieś pozyskane obrazy do stacji roboczej.
   1. Przekształć zestawy danych anatomicznego rezonansu magnetycznego w przestrzeń Talairach²⁸, aby przeprowadzić wspólną rejestrację na funkcjonalnych zestawach danych i uśrednić w celu wygenerowania złożonego obrazu.
   2. Czasowo koryguj funkcjonalne zestawy danych²⁹. 3D ruch koryguj funkcjonalne zestawy danych²⁹. Ponownie wyrównaj zestawy danych funkcjonalnych do 5. klatki każdego przebiegu²⁹. Wygładź za pomocą 6 mm jądra Gaussa i znormalizuj do przestrzeni Talairach²⁹.
3. Podczas analizowania danych należy użyć metody analizy związanej ze zdarzeniami. Zbuduj protokół analizy, który wyodrębnia przedziały czasu związane z tłumieniem myśli, ponownym pojawieniem się myśli i skutecznym ponownym tłumieniem, jak opisano poniżej.
4. Zdefiniuj zdarzenie ponownego pojawienia się jako interwał rozpoczynający się 500 ms przed naciśnięciem przycisku (ponowne pojawienie się myśli przed naciśnięciem przycisku) i trwający przez 2000 ms po naciśnięciu przycisku, podczas tłumienia myśli lub bloku swobodnego myślenia. Czas, w którym blok tłumienia myśli z wykluczonymi zdarzeniami ponownego pojawienia się ma na celu zdefiniowanie tłumienia myśli w protokole analizy.
   UWAGA: Zdefiniuj udane tłumienie w protokole analizy jako trwałe tłumienie, bez zdarzenia wtargnięcia, w obrębie jednego TR następującego po zdarzeniu ponownego tłumienia. Zdefiniuj sterowanie silnikiem w protokole jako czasy zdarzeń, w których żółte światło migało w okresie reakcji silnika.
5. Korzystając z oprogramowania do neuroobrazowania, aktywacja kontrastu jest mapowana przy użyciu ogólnego modelu liniowego w celu zidentyfikowania klastrów aktywności związanych z kontrastami między grupami i w ich obrębie. Przeprowadzenie analizy efektów losowych (3 x 2) z testowaniem hipotez a priori. Zachowanie między kontrastami grupowymi dla tłumienia myśli a kontroli motorycznej i ponownego pojawiania się myśli vs. ponownego tłumienia dla grupy kontrolnej/zagrożonej vs. depresyjnej, kontrolnej vs. depresyjnej, kontrolnej vs. zagrożonej i zagrożonej vs. depresyjnej.
6. Korygowanie kontrastów dla wielokrotnych porównań przy użyciu metodologii współczynnika fałszywych odkryć (FDR, ustawionej na p = 0,05) zaimplementowanej w oprogramowaniu do neuroobrazowania.

Results

Analizy warunków blokowych: tłumienie myśli kontra kontrola motoryczna

Analizy ANOVA zostały użyte do określenia aktywacji mózgu związanej z okresami blokowania myśli (z usuniętymi intruzjami) w stosunku do kontroli motorycznej. Wyniki kontrastu dla grupy kontrolnej i grupy ryzyka w porównaniu z MDD, grupy kontrolnej w porównaniu z MDD, grupy kontrolnej w porównaniu z ryzykiem oraz grupy ryzyka w porównaniu z MDD przedstawiono w Tabeli 1. Nie stwierdzono różnic między grupami ani...

Discussion

Elementy obwodów nerwowych zaburzone w depresji^15,16,25 są również związane z regulacją świadomego myślenia^17,18. Badając przetwarzanie neuronalne związane z supresją u uczestników z grupy ryzyka i depresji, byliśmy w stanie sprawdzić, czy występują zmiany we wzorcach aktywacji mózgu, które są powszechne zarówno u osób z genetyczną predyspozycją do depresji, jak i obecnego epizodu depresyjnego.

Zgodnie z naszymi hipotezami i istniejącą literaturą badającą tłumienie myśli ...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Skaner rezonansu magnetycznego	General Electric		3T, całe ciało, skaner o krótkim otworze, Milwaukee, WI
Brain Voyageur, QX, V2.1	Brain Innovation (BV.)		Maastricht, Holandia
E-prime		oprogramowania psychologicznego	Pensylwania, USA
Skala oceny depresji Hamiltona (HAM-D)	Hamilton M (1967) Opracowanie skali oceny pierwotnej choroby depresyjnej. Brytyjski dziennik psychologii społecznej i klinicznej 6: 278– 296
Kwestionariusz samooceny Rosenberg (RSE)	Rosenberg M (1965). Społeczeństwo i obraz siebie nastolatka. Princeton University Press : Princeton, NJ.
Kwestionariusz traumy dziecięcej (CTQ)	Bernstein DP, Stein JA, Newcomb M, et al. (2003) Opracowanie i walidacja krótkiej wersji przesiewowej kwestionariusza traumy dziecięcej. Znęcanie się nad dziećmi i Zaniedbanie 27: 169–190.
Mini Międzynarodowy Inwentarz Neuropsychiatryczny (MINI)	Folstein, M. F., Folstein, S. E., & McHugh, P. R. (1975). “ Mini-stan psychiczny". Dziennik Badań Psychiatrycznych, 12(3), 189–198.
Inwentarz depresji Becka-wersja II (BDI-II)	Beck AT, Ward CH, Mendelson M, Mock J, Erbaugh J (1961) Inwentarz do pomiaru depresji Archives of General Psychiatry 4:561 - 571