결합 된 PTSD 및 주요 우울증에 대한 TMS의 뇌 네트워크

우울증외상에 대한 TMS 치료법을 연구하는 기초 연구.

우리가하는 모든 것, 우리가 가진 모든 생각은 인간의 뇌에 의해 만들어집니다. 그러나 그것이 어떻게 작동하는지는 가장 큰 미해결 신비 중 하나이며, 우리가 비밀을 조사할수록 더 많은 놀라움을 찾을 수 있습니다.

-Neil deGrasse Tyson

경 두개 자기 자극 (TMS)은 반복적 인 강한 자기 펄스를 사용하여 뉴런의 활동을 변화시킵니다. TMS는 뇌 기능을 직접 선택하는 방식으로 뇌 활동에 직접적으로 영향을 미치므로 임상 및 기타 응용 분야 (예 : 법의학, 성능 향상 등)에서 우리의 사고 방식을 전례없는 수준으로 제어 할 수 있습니다.

두개골을 두뇌의 다른 피질 부위에 적용하면 TMS가 다양한 효과를 나타낼 수 있습니다. TMS의 효과는 뇌 깊숙이, 자극이 그 영역에서 활동을 증가 시키거나 억제하는지 여부, 뇌 영역의 활동 변화가 뇌의 전반적인 기능에 어떻게 영향을 미치는지 등을 포함하여 대상 영역이 무엇인지에 달려 있습니다. 개인의 주관적인 경험. TMS 요법은 오히려 기본 프로토콜을 사용하여 최소한 하나의 약물에 반응하지 않는 주요 우울 장애의 치료를 위해 2008 년 이후 미국에서 공식적으로 사용되었으므로 TMS (및 경 두개의 직류 자극과 같은 관련 신경 변조 기술, tDCS )는 뇌가 어떻게 작동하는지 더 정교하게 이해하는 데 달려 있습니다.

이동하는 자기장을 사용하여 뉴런이 세포 내에서 전기 전하를 밀어 내도록함으로써 뇌의 전반적인 활동을 어떤 상태에서 다른 상태로 옮길 수 있습니다. 따라서 우울증에서 건강한 패턴으로 두뇌를 전환하거나 PTSD에서 무질서한인지 또는 감정 처리의 패턴을 전환하여 적절한 기능을 회복하거나 강박적인 강박 행동에서 과민 반응 회로를 방해하는 운동 영역의 활동을 느리게 할 수 있습니다 장애를 일으키거나, 청각 피질의 활동을 감소시켜 환각을 진정시키는 것 등이 있습니다. 네트워크 관점에서 두뇌를 이해하면 더 나은 치료 프로토콜을 설계하고보다 정확한 모델과 심을 구축하는 데 필요한 정보를 얻을 수 있습니다.

전통적으로 뇌 기능은 뉴런의 생물학 및 전기 생리학을 관찰하고, 뇌의 다른 부분에서의 크기의 차이 또는 뉴런의 활동 또는 병리의 차이 등을 결정하기 위해 기본 이미징을 사용하는 해부학 적 연구를 사용했습니다. 시스템 이론과 관련 수학 모델링이 모든 분야에 침투하고 신경 과학이 수학과 심리학과 밀접한 관계가 있음을 감안할 때, 네트워크 이론을 뇌의 작동 원리를 이해하는 데 적용하면 마음과 뇌 사이의 간격을 좁히기 시작했습니다. 기능적 신경 영상 기술 및 수학적 모델링의 진보는 뇌가 어떻게 작동하는지뿐만 아니라 뇌 기능이 작동 할 때 (명확한 기능 및 기능 장애가있는 경우) 뇌의 작동 방식을 이해하는 데 도움이됩니다. 병적 인 것으로 간주. 발달의 초기 단계에서도 TMS와 같은 신경 변조 기술은 임상의에게 병리학적인 뇌 활동을 바로 잡을 수있는 힘을줍니다.

현재의 연구는 TMS를 ​​사용하여 주요 우울 장애 및 PTSD 환자를 치료하는 임상 반응 및 네트워크 영향에 대한 데이터를 수집하는 데 유의합니다. 모든 분야의 초기 연구는 단순화 된 상황을 바라 보는 경향이 있으며, TMS 연구는 주로 하나 이상의 조건을 가진 사람들을 대상으로 연구에서 하나 이상의 조건을 가진 사람들을 제외했습니다. PTSD와 우울증은 종종 병적 인 것으로서,이 연구는 사람들이 종종 2 가지 이상의 병용 의학 정신 상태를 갖는 실제 임상 집단과의 작업에 더 적합합니다. 우울증과 PTSD는 초기 역경과 후기 삶의 스트레스 수준이 높은 사람들을 포함하여 많은 그룹에서 더 일반적입니다. 우리는 TMS 프로토콜이 어떤 환자에게 가장 잘 작동하는지, 그리고 다른 여러 그룹에서 TMS를 ​​연구해야 하는지를 알고 싶습니다. 전통적인 치료법이 도움이되는 반면, 환자의 상당 부분에서 전혀 효과가 없으며, 다른 치료제는 제한된 범위에서 작용하거나 바람직하지 않거나 받아 들일 수없는 부작용이 있습니다. 이러한 효과의 부족을 해결하기 위해서는 새로운 치료법이 필요합니다.

브레인 네트워크

이 연구를 이해하기 전에 알아 두어야 할 몇 가지 사항이 있습니다. 우선, 우리는 “뇌 네트워크”에 대해 무엇을 이야기하고 있습니까? 몇 가지 뇌 네트워크가 있지만 PTSD와 우울증 모두에서 특히 관심있는 세 가지는 ECN (executive control network), 돌출 네트워크 (predience network) 및 기본 모드 네트워크입니다. 상호 연결된 물리적 영역의 활동을 나타내는 모든 뇌 네트워크는 끊임없이 활동하는 복잡한 춤을 발사합니다. 네트워크는 특정 뇌 영역이 아니라 컴퓨터 네트워크의 하드웨어와 유사한 연결된 영역의 기능적 클러스터입니다.

ECN은 뇌를 감독하고 감정을 조절하며, 돌출 네트워크는 우리가 내부적으로 그리고 외부 적으로 알아 낸 것을 골라 내며, 기본 모드 네트워크는 뇌의 휴식 상태입니다. 그들은 우울증과 PTSD 모두에서 서로 다른 방식으로 변화하는 것으로 밝혀졌으며, 여러 뇌 영역에서 관찰 된 변화가 길고 때로는 혼란 스럽거나 상반되는 결과가 나타납니다. 기능적 이미징을 사용하여 연구자는 뇌 네트워크 활동을 관찰하고 여러 임상 상황에서 뇌 네트워크가 어떻게 생겼는지를 파악하고 치료 전과 후의 뇌 영상을 건강한 뇌 네트워크와 비교하여 개입의 결과로 뇌에서 일어난 일을 확인할 수 있습니다 .

현재의 연구

과거 연구와 이론을 바탕으로 Philip, Barredo, Wout-Frank, Tyrka, Price and Carpenter (2018)는 TMS를 ​​사용하여 한 세션 동안 초당 5 펄스의 주파수로 오른쪽 전두엽 전두엽 피질 (DLPFC)을 치료했습니다. (일반적으로 30-40 분), 몇 초마다 분리 된 펄스 열에서 총 3000-4000 펄스를 전달합니다. 몇 분마다 몇 번씩 천천히 두드 리거나하는 느린 딱따구리를 상상해보십시오. 각 환자는 몇 주 동안 약 36 회의 세션을 가졌습니다. DLPFC는 우울증의 표준 치료 장소이며, PTSD와 우울증 모두에서 비정상적으로 낮은 활동성을 보인 ECN의 중요한 구성 요소입니다. 예를 들어, ECN이 충분히 강하지 않은 경우, 문제를 일으키는 긍정적 인, 미래 지향적 인 견해로 네거티브를 고치기보다는 돌출 네트워크를 멀리 옮길 수 없습니다. 이 연구의 한 가지 중요한 목적은 PTSD와 우울증의 병합 치료가 어렵고 너무 많은 경우 만성적 인 고통으로 이끄는 미래 치료법을 안내하는 치료 반응 예측 인자를 개발하는 것이 었습니다.

그들은 모두 26 명 (여성 39.3 %, 평균 연령 51 세)으로 치료를 완료했으며 두 조건 모두에 대한 진단 기준을 충족했습니다. 그들은 우울증을 앓고 신체적 폭행, 성추행 및 학대, 운전 사고로 인한 PTSD를 주로 앓고있었습니다. 연구원은 기능적 MRI를 사용하여 뇌 이미징 전후에 수집 된 데이터와 임상 반응에 대한 데이터를 수집했습니다. 그들은 해부학 적 영역 간의 차이점과 연결성의 계산 된 변화를 관찰했습니다. 결과는 매우 자세하지만 주요 결과가 두드러집니다.

결과

PTSD와 우울증 모두를 가진 참가자의 3 분의 1이 표준 척도 (PTSD와 우울증에 대한 PCL과 IDS-SR)로 측정했을 때 중요한 임상 반응에 대한 기준을 충족했습니다. 이것은 두 가지 조건 중 하나의 경우보다 낮지 만 이전의 치료법에 대한 반응이 좋지 않은 병과 병력의 중증도가 높을수록 놀라운 일은 아닙니다. 이전의 표준 치료법 (보통 정신병 치료 및 정신 요법)에 반응하지 않은 사람의 경우, TMS는 주요 부작용의 위험이 거의없이 상당한 부분을 실질적으로 완화 할 수 있습니다. 질병의 만성적 인 부담을 적당히 개선하면 삶의 질과 기능이 크게 향상 될 수 있습니다.

그들의 네트워크 기반 접근법을 사용하여, 그들은이 연구에서 치료 된 것들을 포함하여 많은 조건에서 비정상적인 활동을하는 핵심 영역이 subgenual anterior cingulate cortex (sgACC)라는 것을 발견했다. 그들은 default mode network (DMN) 내에서 sgACC의 변경된 연결이이 그룹의 TMS에 대한 응답을 예측한다는 것을 발견했습니다. sgACC는 위협에 적응하거나 부적응 반응을 일으키는 두려움 반응을 조절하고, 개인 및 사회 분야에서 제대로 기능하기 위해 필요한 감정을 억제하고, 동기 부여를 해소하고, 적절한 목표를 이끌어 내기 위해 보상 회로를 규제하며, 많은 뇌 기능에서 중요한 매우 연결된 노드입니다. (Drevets et al., 2009) 과도한 조울증을 유발할 수있다.

또한 TMS 반응은 전두엽 피질 (PFC, 광범위한 해부학 적 영역, 실행 네트워크 구성 요소 포함)과 강한 감정 및 위협에 대한 두려움 반응에 중요한 편도선 사이의 증가 된 연결성에 의해 예측되었습니다. 편도체는 내부 경험과 외부 현실의 불일치를 피하기 위해 적절한 상황에서 기억, 내러티브 및 배치와 관련된 해마를 조절하는 것과 밀접하게 관련되어 있습니다. PFC는 하위 영역으로 구성되며 다른 영역이 편도에 다르게 연결될 수 있습니다. PFC의 영역은 서로 다른 기능을 수행하며, 공포 센터와의 연결은 영역에 따라 다른 증상을 유발합니다.

연구진은 “현재의 연구 결과는 네트워크 병리학의 정도와 치료 결과 사이의 관계를 암시하며, 네트워크 연결성의보다 건강한 서명 (DMN이 덜 연결되고 PFC과 편도체가 더 큰 특징이 있음) 연결성)은 TMS 반응을 예측했다. “PFC와 편도의 주요 부위 사이의 연결성이 낮은 환자는 TMS에 잘 반응하지 않을 수 있습니다. 왜냐하면 피질과 더 깊은 두뇌 부위 사이의 경로가 자극을 통해 자극을 받아야 목표로 삼은 네트워크. TMS를 고려하는 환자는 먼저 네트워크 활동을 위해 영상화 될 수 있습니다. 원칙적으로 완전한 해부학 적 구조를 가진 사람들은 원칙적으로 tDCS와 같은 다른 신경 변조 접근법 또는 약물 변경, 신경 수유, 정신 요법 등의 다른 치료법으로 전처리함으로써 TMS 반응 자로 전환 될 수 있습니다. 다른 한편, pre-TMS 검사에서 외상성 뇌 손상이나자가 면역이나 신경 퇴행성 질환의 병리 같은 해부학 적 병변과 같은 신체적 손상이 밝혀지면 근본적인 손상에 대처하지 않고 연결성을 높일 수 없습니다. 마이크로 기술을 사용하여 손상된 경로를 보완하기 위해 임플란트와 함께 다른 뇌 영역을 “패치”하는 것을 상상해보십시오.

TMS에 대한 응답 예측

이 연구에서 TMS에 반응 한 사람들에게는 임상 반응의 두 가지 주요 지표가있었습니다. 첫 번째 TMS는 sgACC와 DMN (기본 모드 네트워크) 사이의 연결을 감소시키고 해마와 SN (돌출 네트워크) 간의 연결성을 감소 시켰습니다. 우울증과 PTSD와 관련된 여러 기능에 중요하며 초기 연구에서 중요한 것으로 밝혀진 내측 PFC와 외측 PFC를 포함한 전두엽 피질 (prefrontal cortex, PFC) 영역과의 sgACC 연결성 변화도있었습니다. sgACC가 더 이상 우리를 운전하지 않는다면 PTSD와 우울증을 가진 사람들이 부정적인 영향을 덜 받으면서 더 큰인지 능력과 신경 변성을 경험할 수 있다는 점을 감안하면이 결과는 우리의 기대에 맞는 경우가 종종 있습니다. DMN)가 유휴 상태 일 때 문제에 대해 역기능을 발휘합니다.

Philip et al., 2018

출처 : Philip et al., 2018

마찬가지로, 해마와 SN에 대한 sgACC의 감소는 경험과 감정의보다 나은 맥락화, 특히 자신과 다른 사람의 긍정적 또는 부정적 관점에 대한 기억 기능의 향상, 비참한 생각이나 부정적 과거 경험에서 좀 더 적응적이고 도움이되는 고려 사항으로주의를 옮기는 능력. 이 성질의 변화는 우울증과 PTSD 증상의 병행 개선 또는 회복에서 비롯된 것으로 생각되며, 더 많은 삶을보다 효과적으로 유지하고, 자신에 대해 더 잘 느끼며, 다른 사람들과 더 잘 지내는 것과 더 일치하는 두뇌 활동의 광범위한 패턴의 정규화를 틀림없이 나타냅니다 .

향후 방향

TMS는 아직 개발 초기 단계이지만 2008 년 대공황으로 FDA 승인을받은 이후 미국에서 표준 치료가되고 있지만 정제 단계에있다. TMS 반응과 예측 인자를 조사하는 것과 같은 연구는 미래의 임상 실습을 이끌어 내고 우울증, PTSD 및 기타 조건과 관련된 네트워크를 대상으로하는 치료 프로토콜로 신경 과학 연구의 번역을 허용합니다. TMS 개발을위한 다른 방법으로는 다양한 유형의 자기 펄스를 사용하고 뇌의 더 깊은 영역에 도달하기 위해 여러 유형의 자기 코일을 사용하고 TMS를 ​​다른 방법과 결합하여보다 나은 반응을 이끌어 내고 뇌의 여러 영역을 치료하여 더 큰 영향을 주어 치료에 도움을 얻습니다. 내성 환자 및 그 환자와 가까운 환자.

TMS는 중증 치료 저항성 질환에 대한 선호되는 대안이 될 수도 있지만, 지금은 약물 치료 및 심리 치료와 비교할 수있는 적당한 효과가있는 유망한 치료 도구입니다. 우울증과 PTSD를 치료하는 것은 여전히 ​​어려운 일이며, 일반적으로 다각적 인 치료 계획이 필요합니다.

참고 문헌

Drevets WC, Savits J, Trimble M. (2008). 기분 장애의 전두엽 전치부 대뇌 피질. CNS 스펙트럼, 8 월; 13 (8) : 663-681.

Philip NS, Barredo J, van Wout-Frank M, Tyrka AR, Price LH, Carmpenter LL 등이있다. (2018). 외상 후 스트레스 장애 및 주요 우울 장애에서 경 두개 자기 자극에 대한 임상 적 반응의 네트워크 메카니즘 Biological Psychiatry, Feb; 83 : 263-272.

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