Тета-Берст Стимуляция Правой Вентролатеральной Префронтальной Коры: Влияние на Стресс и Руминацию

Введение в Неинвазивную Стимуляцию Мозга

Неинвазивная стимуляция мозга (НИС) включает в себя методы, направленные на изменение нейронной активации. Одной из форм НИС является Транскраниальная Магнитная Стимуляция (ТМС), которая способна вызывать изменения возбудимости в коре головного мозга и исследовать причинную вовлеченность различных мозговых регионов. ТМС существует в нескольких формах, таких как одиночно-импульсная, парно-импульсная и повторяющаяся ТМС (рТМС), причем рТМС показала эффекты, длящиеся дольше периода самой стимуляции. Более новая вариация рТМС, известная как Тета-Берст Стимуляция (ТБС), использует высокочастотные импульсы ТМС, имитирующие тета-ритмы гиппокампа. В зависимости от меж-импульсных и меж-треновых интервалов, ТБС может индуцировать возбуждающие эффекты, схожие с долговременной потенциацией (прерывистая ТБС; иТБС), или тормозящие эффекты, сходные с долговременной депрессией (непрерывная ТБС; нТБС).

ТМС и Депрессия: Фокус на Префронтальной Коре

ТМС широко исследовалась, в частности, как потенциальное лечение депрессии через модуляцию левой дорсолатеральной префронтальной коры (ДЛПФК). Это связано с тем, что у пациентов с депрессией наблюдалась префронтальная гипоактивация левой ДЛПФК во время "аффективных и когнитивных задач, требующих эмоциональной или стрессовой регуляции, когнитивного контроля и/или переключения внимания на внешние требования задачи". Это означает, что, хотя увеличение префронтальной мозговой активности — особенно в регионах Фронто-Париетальной Сети (ФПС), такой как ДЛПФК — обычно ожидается при переходе от нестрессовых к стрессовым задачам, люди с депрессией consistently показывают ослабленное увеличение активации. Теоретически, это происходит, по крайней мере частично, из-за руминации, которая определяется как "повторяющееся, продолжительное и возобновляющееся негативное мышление о себе, чувствах, личных проблемах и расстраивающих переживаниях".

Роль Вентролатеральной Префронтальной Коры

В то время как левая ДЛПФК является важным регионом мозга, вовлеченным в регуляцию эмоций, когнитивный контроль и адекватный ответ на стрессоры, Вентролатеральная Префронтальная Кора (ВЛПФК) — которая также является частью ФПС — предположительно ответственна за сигнализацию о необходимости регуляции к ДЛПФК в первую очередь. Более конкретно, ВЛПФК инициирует оценку, определяет значимость и указывает на необходимость регуляции. Это подтверждается обзорами и мета-анализами нейровизуализационных исследований когнитивной переоценки. Обзор Moses и коллег подчеркивает важность ВЛПФК для исследований, использующих НИС для изучения когнитивных и эмоциональных реакций на психосоциальные стрессоры, поскольку "[...] ВЛПФК — ключевая структура в цепях когнитивной переоценки — может быть наиболее подтвержденной мишенью для влияния на стрессовую модуляцию эмоциональных реакций".

Исследования ВЛПФК и Эмоциональной Регуляции

Хотя исследования ВЛПФК остаются ограниченными по сравнению с левой ДЛПФК, существующие исследования НИС предполагают, что стимуляция ВЛПФК улучшает эмоциональную регуляцию и когнитивную переоценку. Это может быть особенно актуально в социальных ситуациях. Три исследования сочетали хорошо established парадигму Cyberball — виртуальную игру в броски мяча, где чувства включенности или исключенности манипулируются с помощью количества раз, которое участники получают мяч, — с tDCS, нацеленной на правую ВЛПФК, и показали, что возбуждающая анодная tDCS, примененная к правой ВЛПФК, буферизует против социальной эксклюзии, в то время как обратные эффекты были найдены для катодной стимуляции. Хотя упомянутые исследования не включали нейронные измерения, их находки предполагают, что увеличенная активация правой ВЛПФК — также в более экологически валидных условиях — может снижать эмоциональный дистресс в социально сложных ситуациях, таких как социальная эксклюзия, вероятно, путем осуществления нисходящего контроля над лимбическими регионами.

Руминация: От Черты к Состоянию

За пределами остракизма и социального стресса, ранние находки предполагают, что парадигма Cyberball также индуцирует руминативное мышление. Первоначально определенная в контексте депрессии как устойчивый фокус на симптомах и их последствиях, руминация считалась стабильной, ситуационно-неспецифической чертой. Новые теории концептуализируют ее как процесс, подобный состоянию, запускаемый стрессом, наблюдаемый даже у здоровых индивидов. Некоторые исследователи предлагают, что руминация функционирует как стратегия эмоциональной регуляции, и, rather than being limited to depression, было показано, что руминация вносит вклад в различные ментальные расстройства.

Трирский Социальный Стресс Тест (ТССТ)

Другим широко используемым методом индукции стресса является Трирский Социальный Стресс Тест (ТССТ), который сочетает публичное выступление и ментальную арифметику перед безреактивной комиссией. ТССТ надежно индуцирует стресс и считается золотым стандартом в исследовании стресса у человека. Он также вызывает руминацию экологически валидным способом и может использоваться repeatedly, хотя рекомендуются более длинные интервалы (10–16 недель), чтобы избежать привыкания. Индуцированная ТССТ руминация была связана с reduced префронтальной активностью, особенно в ДЛПФК и Нижней Лобной Извилине (НЛИ). До сих пор исследования НИС в контексте руминации нацеливались только на левую ДЛПФК.

Цели и Методы Настоящего Исследования

В текущем исследовании мы aimed исследовать причинную роль ВЛПФК. Настоящее исследование предлагает уникальный вклад в поле, employing высоко-мощный, sham-контролируемый, двойной-слепой дизайн для исследования причинной роли правой ВЛПФК в связи стресс-руминация. Насколько нам известно, это первое исследование, применяющее как возбуждающую, так и тормозящую ТБС к правой ВЛПФК перед ТССТ. Участники посетили две лабораторные сессии, получая активную стимуляцию в одной сессии (иТБС или нТБС) и sham стимуляцию в другой, с порядком условий, рандомизированным между субъектами. После стимуляции участники underwent индукцию стресса через ТССТ. Нашими первичными outcome были стресс, state руминация и негативный аффект. Более того, мы расширили предыдущую работу, включив нейронные корреляты эффектов стимуляции, используя fNIRS, thereby обеспечивая более comprehensive понимание нейробиологических механизмов, лежащих в основе связанной со стрессом руминации.

Гипотезы Исследования

Мы hypothesized, что модуляция ВЛПФК через ТБС будет влиять на префронтальную активацию под стрессом и, в свою очередь, влиять на эмоциональную регуляцию, такую как когнитивная переоценка и state руминация. Конкретно, мы expected, что активация ВЛПФК будет способствовать адаптивной переоценке и thereby подавлять state руминацию. Соответственно, мы predicted, что тормозящая нТБС ВЛПФК приведет к reduced префронтальной активации под стрессом, particularly у высоких руминаторов, усугубляя их пред-существующую префронтальную дисфункцию. В contrast, возбуждающая иТБС должна увеличивать активацию ВЛПФК, thereby потенциально нормализуя префронтальное функционирование у высоких руминаторов. Для низких руминаторов мы expected меньший impact ТБС due to их уже высокой префронтальной вовлеченности под стрессом.

Результаты: Субъективный Стресс

Мы сначала fitted rmANOVA для контрастов стресса (активный минус sham) как функцию four-way взаимодействия времени (указывающего на 12 повторных оценок стресса в течение одной сессии), группы RRS (низкие vs. высокие руминаторы), условие стимуляции (нТБС vs. иТБС) и порядок условий стимуляции (активный → sham vs. sham → активный). В результате, мы observed значительное взаимодействие времени и порядка условий стимуляции. Дальнейший анализ показал, что у участников, которые получили активную стимуляцию на первой сессии, субъективный стресс был значительно выше после активной стимуляции по сравнению с sham на первой сессии, но не на второй. Этот эффект был особенно выражен у высоких руминаторов.

Результаты: Кортикальная Оксигенация

Парные t-тесты, сравнивающие кортикальную оксигенацию во время арифметической задачи ТССТ между активной и sham стимуляцией, revealed значительные эффекты в двух каналах для нТБС и в трех каналах для иТБС. Важно отметить, что хотя мы expected отрицательную разницу после нТБС и положительную разницу после иТБС, результаты показали противоположную картину в одном из каналов для нТБС и одном для иТБС соответственно. Это указывает на сложность и нелинейность эффектов стимуляции.

Результаты: State Руминация и Настроение

Когда мы исследовали state руминацию после второго resting-state отдельно для низких и высоких руминаторов на каждой сессии, мы не observed различий. Анализ Надежных Индексов Изменения (RCI) показал, что около 35% высоких руминаторов показали reliable увеличения на первой и только 13% на второй сессии. Аналогичная картина наблюдалась для низких руминаторов. Это свидетельствует о сильном эффекте привыкания к процедуре ТССТ при повторном прохождении.

Обсуждение и Выводы

Наше исследование демонстрирует, что повторная Тета-Берст Стимуляция правой вентролатеральной префронтальной коры приводит к сильному привыканию в контексте стресса и руминации. Мы observed значительный impact иТБС в hypothesized направлении при рассмотрении кортикальной оксигенации в правой ВЛПФК у высоких руминаторов. Мы found более высокий субъективный стресс после иТБС и нТБС по сравнению с sТБС во время recovery ТССТ, но только на первой сессии. Не были найдены stimulation-зависимые эффекты для других measures (state руминация, позитивный и негативный аффект, и heart rate). В нашем обсуждении мы draw выводы, касающиеся repeated-measures дизайнов в ТБС-исследованиях. Важно учитывать эффект привыкания и порядок стимуляции при планировании будущих исследований.

Значение для Практики и Будущих Исследований

Полученные данные имеют значение для разработки терапевтических интервенций, нацеленных на префронтальную кору для снижения руминации и стресса. Необходимы дальнейшие исследования для уточнения параметров стимуляции и понимания индивидуальных различий в ответе на ТБС. Исследования с клиническими популяциями, такими как пациенты с депрессией, необходимы для определения терапевтического потенциала модуляции ВЛПФК.