Несмотря на более широкое использование rTMS в психиатрии, скорость, с которой пациенты реагируют на терапию и испытывают ремиссию симптомов, часто приводящих к инвалидности, в лучшем случае была скромной.
Теперь, впервые, команда психиатров и биомедицинских инженеров Университета Южной Флориды применила новую технологию функциональной нейровизуализации, известную как диффузная оптическая томография (DOT), чтобы лучше понять, как работает rTMS, чтобы они могли начать повышать эффективность этой техники в лечение депрессии. DOT использует световые волны ближнего инфракрасного диапазона и сложные алгоритмы (компьютерные инструкции) для создания трехмерных изображений мягких тканей, включая ткань мозга.
Сравнивая депрессивных и здоровых людей, исследователи USF продемонстрировали, что этот новый метод оптической визуализации может безопасно и надежно измерять изменения активности мозга, вызванные во время rTMS, в целевой области мозга, участвующей в регуляции настроения.
Их результаты были опубликованы 1 апреля в журнале Nature Scientific Reports.
«Это исследование является хорошим примером того, как сотрудничество между дисциплинами может улучшить наше общее понимание того, как работает такое лечение, как TMS», – сказал ведущий автор исследования Шикси Цзян, доктор медицины, третий курс психиатрии медицинского колледжа Морсани USF Health. «Мы хотим использовать то, что мы узнали из применения устройства диффузной оптической томографии, для оптимизации ТМС, чтобы лечение стало более индивидуальным и привело к большей ремиссии депрессии."
DOT клинически использовался для визуализации эпилепсии, рака груди и остеоартрита, а также для визуализации активации кортикальных областей мозга, но команда USF первой представила эту технологию в психиатрии для изучения стимуляции мозга с помощью TMS.
«Диффузная оптическая томография – действительно единственный метод, который может отображать функцию мозга одновременно с введением ТМС», – сказал главный исследователь исследования Хуабэй Цзян, доктор философии, профессор кафедры медицинской инженерии и отец Шикси Цзян. Система визуализации DOT, используемая для совместного исследования USF, была изготовлена на заказ в его лаборатории в Инженерном колледже USF.
Исследователи указывают на три основные причины, по которым ТМС, вероятно, не реализовала в полной мере свой потенциал в лечении большой депрессии: неоптимизированное нацеливание на стимуляцию мозга; неясные параметры лечения (я.е., доза rTMS, модели и частота магнитных импульсов, периоды отдыха между интервалами стимуляции), а также неполное знание того, как нервные клетки в мозге физиологически реагируют на процедуру.
Портативный, менее дорогой и менее ограниченный, чем какое-либо другое оборудование для нейровизуализации, такое как МРТ, DOT по-прежнему визуализирует локализованные 3D-изображения с относительно высоким разрешением. Что еще более важно, доктор.
Хуабэй Цзян сказал, что DOT можно использовать во время TMS без вмешательства в магнитные импульсы лечения и без ущерба для изображений и других генерируемых данных.
DOT основывается на том факте, что более высокие уровни насыщенной кислородом крови коррелируют с большей мозговой активностью и повышенным церебральным кровотоком, а более низкие уровни указывают на меньшую активность и кровоток. Некоторые нейровизуализационные исследования также показали, что у людей с депрессией наблюдается аномально низкая активность мозга в префронтальной коре, области мозга, связанной с эмоциональными реакциями и регулированием настроения.
Измеряя изменения в ближнем инфракрасном свете, DOT обнаруживает изменения активности мозга и, во-вторых, изменения объема (кровотока) крови, которые могут запускать активацию в префронтальной коре. В частности, устройство может отслеживать измененные уровни оксигенированного, деоксигенированного и общего гемоглобина, белка в красных кровяных тельцах, переносящего кислород в ткани.
В исследовании USF были проанализированы данные, полученные от 13 взрослых (7 пациентов с депрессией и 6 здоровых людей из контрольной группы), которые прошли визуализацию DOT одновременно с rTMS в амбулаторной психиатрической клинике USF Health.
Применяя стандартный протокол rTMS, лечение было направлено на левую дорсолатеральную префронтальную кору головного мозга – область, наиболее подверженную депрессии.
Исследователи обнаружили, что у пациентов с депрессией активация мозга в ответ на rTMS была значительно ниже, чем у здоровых участников исследования. Кроме того, пиковая активация мозга длилась дольше в депрессивной группе по сравнению со здоровой контрольной группой.
Эта отсроченная, менее надежная активация предполагает, что rTMS, применяемая в настоящее время в соответствии с рекомендациями FDA, может не подходить для некоторых пациентов с тяжелой депрессией.
Шикси Цзян сказал. Дозу и время лечения, возможно, придется скорректировать для пациентов, которые демонстрируют ослабленную реакцию на стимуляцию мозга на исходном уровне (начальное лечение), добавил он.
Необходимы более масштабные клинические испытания для подтверждения предварительных результатов исследования USF, а также для разработки идеальных параметров лечения и выявления других дисфункциональных областей в пораженном депрессией головном мозге, которым может быть полезна целенаправленная стимуляция.
«Требуется дополнительная работа», – сказал доктор. Шикси Цзян сказал: «Но достижения в области нейровизуализации с новыми подходами, такими как диффузная оптическая томография, открывают большие надежды на то, что помогут нам улучшить rTMS и результаты депрессии."