Eksperimentelle design
Det overordnede mål med undersøgelsen var at vurdere, om VCVS DBS moduleret menneskets kognitive kontrol kapaciteter og kortikale neurale svingninger, der er relevante for at disse kapaciteter. Dette var et indenfor-fag design, hvor individuelle emner afsluttede identiske måleprotokoller med stimulering til og fra., Dette design øgede statistisk styrke (sammenlignet med alternative designs, hvor DBS-forsøgspersoner ville blive sammenlignet med ikke-implanterede kontroller) ved at indrømme hierarkisk/blandet modellering og kontrollere for den betydelige heterogenitet af behandlingsresistente psykiatriske patienter. Vores forudbestemte hypoteser var, at:
-
DBS ville forbedre menneskelig kognitiv kontrol, afspejlet i øget ydeevne i DBS på betingelse.,
-
DBS vil forøge magt theta svingninger, primært i lateral prefrontal cortex og dorsal anterior cingulate cortex, i betragtning af den specifikke rolle, disse svingninger i beslutningsprocessen og svar hæmning.
-
graden af DBS-induceret ændring i ovenstående udsagn ville forklare en del af dens virkningsmekanisme, bestemt ved forudsigelse af det kliniske resultat.
disse analyser blev ikke forhåndsregistreret. På tidspunktet for dataindsamling og undersøgelse undfangelse, præregistrering var ikke en bredt tilgængelig tjeneste.,
forsøgspersoner
fjorten forsøgspersoner med VCVS DBS samtykker til at deltage i forsøgene. Alle havde modtaget VCVS DBS implantater til en tidligere klinisk undersøgelse (NCT00640133, NCT00837486, eller NCT00555698), med indlæg kriterierne in48,49. Alle blev højrehåndet. Prøven omfattede seks mænd og otte kvinder i alderen 30′ erne–70 ‘ erne på tidspunktet for dataindsamling med mindst 6 måneders eksponering for kronisk stimulering og højst 7 år. Forsøgspersoner var overvejende blevet implanteret til MDD, men 2/14 havde en primær indikation af OCD med comorbid MDD., De fleste havde i det mindste delvis klinisk respons på DBS. Informeret samtykke til studiedeltagelse blev opnået af en læge, der ikke var fagets primære DBS-kliniker, efter at undersøgelsens fulde karakter og mulige konsekvenser blev forklaret. Alle undersøgelse procedurer comport med gældende statslige og institutionelle etiske retningslinjer. Undersøgelsesprocedurer blev gennemgået og godkendt af Massachusetts General Hospital Institutional Revie.Board.
eksperimentel protokol
for at undersøge kognitiv fleksibilitet anvendte vi en modificeret version af msit (hovedtekst Fig. 1a)., MSIT kræver fag til at identificere, hvilke af et sæt af tre tal er anderledes end sine naboer. Personer skal holde tre fingre på deres højre hånd placeret over svartaster svarende til cifrene 1-3. I kontrolforsøg (ikke-interferens) er målet i samme rumlige position som den tilsvarende responsnøgle, og de flankerende cifre er ikke gyldige responser (dvs.de er 0s). I interferensforsøg er målet ude af position i forhold til dets tilsvarende tastetryk og flankeres af andre levedygtige mål., MSIT har vist sig at producere robuste funktionel magnetisk resonans imaging (fMRI)25 og electrophysiologic26 ændringer, med en betydelig indblanding–kontrol) forskel ofte påvises på individuelt emne niveau. Vi bemærker, at denne specifikke operationalisering af kognitiv kontrol, præstation på en konfliktopgave, kun er en af mange mulige eksperimentelle tilgange. Kognitiv kontrol er fremkaldt i mange situationer, herunder approach-avoidance conflict50, skifte-ophold decisions16,51, og muligvis også i følelsesmæssigt valenced self-regulation52., Den specifikke fordel ved MSIT er, at det er verificeret at inducere statistisk robuste effekter på fagniveau, både på adfærdsmæssigt og neuralt niveau, hvilket forstærker vores magt til at detektere DBS-inducerede forskelle. Vi tilføjede yderligere en følelsesmæssig interferensdimension, baseret på en hypotese om, at emner med svær behandlingsresistent sygdom ville være opmærksomme partiske mod negative billeder. Før hver msit-prøve blev et billede valgt fra International Affective Picture System, eller iaps53, præsenteret., Billedet forblev på skærmen, delvist skjult af MSIT-stimulus, i prøveperioden. En fast delmængde af 144 billeder blev valgt fra det samlede IAPs-datasæt for at dække rækkevidden af tilgængelige valence (positive, neutrale og negative) og følelsesmæssige ophidselsesvurderinger.
hver blok af forsøg indeholdt 72 kontrol-og 72 interferensforsøg. Vi tildelt positive, neutrale og negative INTERNETADGANGSPUNKTER billeder, der er tildelt til hvert forsøg type i en modvægt til mode, således at hvert billede blev præsenteret gang i en kontrol-og en gang i en indblanding sammenhæng., De 144 billeder blev delt mellem disse to 144-prøveblokke på en måde, der minimerede de gennemsnitlige kvadrerede parvise forskelle mellem billedvurderinger, når rangordnet efter deres valens. For at forhindre responssæt eller habituation blev forsøgssekvensen i hver blok pseudo-randomiseret, så forsøgspersoner aldrig havde mere end to forsøg i træk, der delte den samme Valens, interferensniveau eller ønsket responsfinger. Dette meget interleaved forsøgsdesign forventedes at stille større krav til kognitive kontrolsystemer ved at reducere forudsigeligheden af stimuli. Som vist i Fig., 1a, forsøgspersoner, der så IAPs-billedet alene i 400 ms, blev præsenteret med MSIT-stimulus og givet op til 1500 ms for at reagere og derefter set et fikseringskors i 3-5 s (randomiseret med en ensartet fordeling). De blev bedt om at minimere blinkende øjne under forsøget og at blinke frit i fikseringsperioden. Før dataindsamling udførte forsøgspersoner en blok på 20 forsøg, hvor de modtog korrekt/forkert feedback, efterfulgt af en anden blok på 40 forsøg uden feedback., De gentog denne praksis, om nødvendigt, indtil de opnåede over 90% korrekte svar (tæller ubesvarede forsøg som forkerte).
mange af vores emner havde tidligere negative livserfaringer med specifikke foreninger til temaer præsenteret i IAP ‘ er. For at kontrollere disse stærke subjektive / idiosynkratiske fortolkninger i denne lille prøve indsamlede vi individuelle billedvurderinger. Efter hver blok var færdig, emner blev re-præsenteret med hver IAPS billede og givet 25 s at bedømme billedet følelsesmæssigt., Vi brugte den samme selvevaluering attrap system, der oprindeligt blev anvendt til at udvikle IAPS54, som tildeler hvert billede en valence-rating fra 1 til 9 (der svarer mest negativt og positivt) og en ophidselse rating fra 1 til 9 (svarende til overhovedet ikke at vække for meget ophidsende). Både MSIT og post-opgave IGEN rating billeder blev præsenteret ved hjælp af Psychophysics Toolbox (http://psychtoolbox.org), der kører under MATLAB 2013a.,
Electroencephalographic data blev indsamlet ved 1450 Hz (Nexstim eXimia EEG) fra 60 kanaler placeret i henhold til den internationale 10-20 system, og fabrikanten ‘ s standard cap. Jordelektroden blev anbragt på næsebroen. En diagonal bipolar elektro-oculogramkanal blev placeret omkring højre øje. Kanaler blev forberedt til <5 k imped impedans. Hovedbunden placering af hver kanal blev digitaliseret efter cap forberedelse og før optagelser., Vi digitaliserede også nasion og begge præ-aurikulære punkter plus 100 Ekstra hovedbundspunkter, der ikke svarer til nogen EEG-sensor, for at forbedre kvaliteten af SAMREGISTRERING af MR-til-digitalisering. I fire fag indsamlede vi ud over opgavedataene 1 min hver af øjne-åbne og øjne-lukkede hviledata lige efter hver Opgaveblok og før IAPs-selvvurderingsvurderinger.
alle forsøgspersoner afsluttede først en msit-blok, hviletilstandssamling og billedvurdering med deres DBS på ved dets sædvanlige kliniske indstillinger (DBS ON)., Direkte efter MSIT, men før hviletilstand og billedvurderingsblokke, afsluttede emner også 15 minutter af Indsatsudgifterne til Belønningsopgave (EEfRT)27. En uddannet kliniker aktiverede derefter de bilaterale implanterede neurostimulatorer, og motivet hvilede i mindst 1 time uden at fjerne EEG-hætten. I dyreforsøg var en times tilbagetrækning af kronisk stimulering tilstrækkelig til at producere robuste ændringer i neurale aktiviteter, der syntes at være et rebound / modregulerende response55., Denne rebound-effekt ophører ikke inden for en time, men vedvarer i en længere periode, som dokumenteret af kliniske studier, hvor patienter langsomt tilbagefald over en uge efter DBS-diskontinuering56. Tilstedeværelsen af denne rebound-effekt bør understrege eller forstærke de neurologiske ændringer forårsaget af kronisk stimulering. Efter genberedning af eventuelle højimpedanskanaler udførte forsøgspersoner igen msit -, EEfRT -, hvilestatus-og billedvurderinger (DBS OFF-tilstand) før neurostimulator-genaktivering., Forsøgspersoner var opmærksomme på deres enhedsstatus, ligesom eksperimenterne, skønt intet individ oplevede negative psykologiske konsekvenser af studiemanipulationen.
EEG-forbehandling
EEG-analyser anvendte minimum normestimatet (MNE) – Python suite57. Offline, EEG data blev bandpass filtreret mellem 0,5 og 50 H., derefter epoched. Dette fjerner effektivt DBS-artefakten som vist i Vores og andres tidligere arbejde37,58, da alle fags stimulatorer blev sat over cutoff-frekvensen., Harmoniske frekvenser af DBS stimulering ville ligeledes være helt uden for passbåndet af dette filter og uden for alle frekvensbånd analyseret i dette arbejde. Se tabel 1 for de enkelte fags stimuleringsfrekvenser. Vi fjernede øjeblinks og muskel artefakter med signal rum projektion59. Vi skærer derefter forsøg / epoker fra de kontinuerlige data. Stimuluslåste analyser brugte data fra 1.5 s før IAPS-starten til 3.4 s efter IAPs-starten (1500 ms efter forsøgets afslutning). Response-locked analyser brugt -1.5 s før til 1.5 s efter svaret., Amplitude afstødning (tærskel = 150 150 µV) fjernede forsøg med resterende artefakter. Endelig konverterede vi alle forsøg til at ændre sig i forhold til baseline, defineret som 0.5 s til 0.1 s før IAPS begyndte. For tidsdomæneanalyser subtraherede vi gennemsnittet af dette vindue fra alle forsøg for det specifikke emne; for frekvensdomæne konverterede vi data til decibel (dB) i forhold til baseline.
af de 14 forsøgspersoner blev seks udelukket fra yderligere EEG-analyse under forbehandling. Fire forsøgspersoner blev udelukket, fordi deres EEG-data blev registreret uden brug af et digitaliseringssystem., Deres data kunne således ikke lokaliseres nøjagtigt. Yderligere to forsøgspersoner blev udelukket fra yderligere EEG-analyse på grund af betydelig elektromyografisk artefakt, hvilket resulterede i afvisning af langt de fleste forsøg efter de ovenfor beskrevne kvalitetssikringsprocedurer. EEG-dataene for de resterende otte forsøgspersoner blev derefter udsat for kildelokalisering og al yderligere analyse beskrevet nedenfor.
EEG-kildelokalisering
Vi rekonstruerede individers kortikale overflader fra presurgiske T1 MR-billeder ved hjælp af Freesurfer v5.360., EEG cap digitaliseringen blev manuelt co-registreret til Freesurfer anatomisk rekonstruktion ved hjælp af mne kommandolinjeværktøjspakken. Derefter, i MNE-Python, de kortikale masker blev do .nsampled fra ~160.000 knudepunkter pr halvkugle til 4098 dipol steder (knudepunkter) pr halvkugle. Vi beregnet en fremadrettet løsning ved hjælp af tre-rums grænse-element model61 med de indre og ydre kranium overflader rekonstrueret fra Freesurfer ‘ sshedatershed algoritm62., Dipolamplituden (strømkildensitet) ved hver kortikal placering blev estimeret ved hjælp af den anatomisk begrænsede MNEs-metode63 ved anvendelse af en rørledning svarende til andre rapporter om Region of interest (ROI) – baserede oscillerende analyser64., Kort fortalt, multinationale fremme metode, der finder det maksimale efterfølgende skøn for den latente kortikale kilder, givet de observerede sensor kilder, forudsat at (1) den aktuelle kilde amplituder er sparsom, og normalfordelte med en kendt kilde covariance matrix og (2) den observerede sensor data, der indeholder tilsætningsstoffet støj med en normalfordeling og en kendt fysisk covariance matrix. Det er vigtigt, at I modsætning til andre stråledannelsesmetoder bevarer mne-metoden svingninger, således at oscillerende effekt kan estimeres efter kildelokalisering., Hvert toppunkts nuværende kildestimat inkluderer en dipolorientering, således at kildetidskurset kan være enten positivt eller negativt på et givet tidspunkt. Her blev orienteringerne af dipolerne begrænset til Corte.ved hjælp af anbefalede standardparametre (løs = 0, 2, dybde = 0, 8). De støjkovariansmatricer, der var nødvendige for kildelokalisering, blev estimeret pr. De empiriske kovariansestimater blev reguleret via” krympet ” – metoden, som anbefalet af Engemann og Gramfort65., Individuelle kildestimatdata blev derefter kortlagt til Freesurfer ‘s” fsaverage ” kortikale overflade. Endelig, kilde skøn tid-kurser for de enkelte hjørner blev kombineret i et sæt af kortikale faresedler, der svarer til vores ROIs: cingulate cortex (rACC, dACC, mCC), dorso-mPFC (dmPFC/superior-frontal gyrus), dorso-laterale præfrontale cortex (DLPFC/midt frontal gyrus), og ventrolateral præfrontale cortex (VLPFC/inferiøre frontale gyrus). Den gennemsnitlige tid kursus pr ROI blev beregnet ved hjælp af” PCA flip ” teknik i MNE-Python., Kort sagt anvendes singular value decomposition (SVD) til de verte.-wiseise tidskurser pr. ROI, og den første højre singulære vektor ekstraheres. Hvert Verte.tidskursus derefter skaleres og underskrive vendt. Skaleringen udføres for at matche den gennemsnitlige effekt af Verte.-wiseise tidskurser. Tidskursens tegn justeres ved at multiplicere det med tegnet på den venstre entalvektor fra SVD, hvilket sikrer, at fasen ikke ændres 180 grader fra en kilde tidskursus til den næste., Supplerende tabel 1 viser disse etiketter og den anatomiske stenografi, der bruges til hver i hovedteksten / figurerne. De anatomiske etiketter / Roi ‘ er blev manuelt samlet ved sammensmeltning af flere mindre, sammenhængende etiketter fra Lausanne 243-region atlas66. Etiketterne, der blev brugt her, var designet til at sikre, at hver kortikal region svarede til et næsten lige antal hjørner i standardskabelonens hjerne. Vi valgte etiketten indstillet til at dække regioner, der tidligere var impliceret i funktionel neuro-billeddannelse af MSIT13, 25.,
statistisk analyse—adfærd
det primære adfærdsresultat i MSDET er fagets RT, da de er forududdannede til meget lave fejlfrekvenser. Sammen med andre har vi vist, at RTs under konflikt-og beslutningsopgaver er bedre tilnærmet af gamma end af gaussiske distributioner13,67. Vi analyserede således adfærd i en blandet effekter GLM med gamma distribution og identity link funktion. Denne GLM blev anvendt på niveauet pr. forsøg, så vi kunne modellere virkningerne af DBS og forsøgsspecifikke effekter såsom følelser og kognitiv interferens., Mi .ed effects design, som omfatter en tilfældig aflytning for emnet, specifikt styrer for intra-emne korrelation (forsøg og sessioner som gentagne foranstaltninger). Vi ekskluderede forsøg med manglende svar, fejlforsøg og forsøg efter fejl. Vi udelukkede yderligere forsøg med outlier RTs, som vi definerede ved at montere en gamma-distribution til hvert fags RT-data, pooling af DBS til og fra kørsler til dette forbehandlingstrin. Vi udelukkede derefter forsøg med RT Sandsynlighed <0.005 baseret på den monterede distribution. Disse fremgangsmåder udelukkede 247 forsøg (6.,12% af total, n = 3785 forsøg bevaret i analysen).
for at kontrollere den samlede RT-variabilitet på tværs af forsøgspersoner specificerede vi GLMs med en emnespecifik tilfældig aflytning plus faste effekter for eksperimentvariabler (blandede modeller). I lighed med tidligere rapporter, f.eks. 28, identificerede vi den passende model ved at minimere akaikes informationskriterium (AIC) under trinvis tilsætning af variabler. Det er vigtigt, at AIC-minimering matematisk svarer til at konstruere modellen ved hjælp af out-of-sample cross-validation36, en tilgang, vi har identificeret som væsentlig i biomarkørforskning38., Vi betragtede interferens, DBS, valence, og ophidselse som muligt RT prædiktorer baseret på vores foruddefinerede hypoteser og opgaven design. Vi testede også interaktionsbetingelser mellem disse hovedeffekter. Vi overvejede prøvenummer inden for et løb som en generende regressor, der kontrollerede for træthed og/eller læringseffekter. Dataene blev bedst forklaret af en model med de forudgående hovedeffekter, men ingen interaktionsbetegnelser (se hovedtekst og supplerende Fig. 1). Modeller med andre prædiktorer, f.eks. RT for det foregående forsøg (en autoregressiv effekt), var ikke identificerbare., Konflikt og DBS var dummy kodet, mens valence, ophidselse, og forsøg nummer blev behandlet som kontinuerlige variabler. Alle uafhængige variabler blev standardiseret til 0-1-intervallet for regression, men rapporteres i artiklen efter konvertering tilbage til deres naturlige enheder for at lette fortolkningen.
Statistisk analyse—EEG graduering af opgave variabler og DBS
Til den tid-domæne (evoked potential) analyse, sensor og kilde rum tid kurser blev reduceret til (-0.5, 2.0) s tid vindue for stimulus-låst epoker og (-1.0, 1.0) windows for svar-låst epoker., Endvidere blev alle epoker lavpasfiltreret til 15 h.og nedstemplet med en faktor på 3. Konfidensintervaller på plottede begivenhedsrelaterede potentialer (ERP ‘ er) blev beregnet ved 1000 bootstrap-resamplinger med udskiftning (bevare antallet af forsøg inden for hvert individ). Alle ERP ‘ er vist er den store middelværdi på tværs af alle emner.
til spektral-domæneanalysen beregnede vi ikke-faselåst effekt i tre bånd af interesse: theta (4-8 H.), alpha (8-15 H.) og beta (15-30 h.)., Vi understregede ikke-faselåste eller inducerede oscillationer, fordi de ser ud til at være mere direkte relateret til proaktiv kognitiv kontrol17. I forsøgsbaserede analyser af Simon-effect-opgaver var over 80% af den konflikt-/kontrolrelaterede Theta-effektændring ikke-fase-locked23. Den ikke-faselåste theta-effekt var korreleret med forsøg-til-forsøg RTs, mere end den faselåste theta afspejlet i ERP-tidsdomænet., Yderligere, i en ikke-trial-struktureret kognitiv kontrol opgave, theta svingninger syntes at være konstant til stede over midten af frontal cortex, stigende i kraft, når mere kontrol var needed68. I modsætning hertil kan faselåste theta-svingninger være mere relateret til fejlrelateret præstationsovervågning69, et fænomen, der ikke er undersøgt her på grund af det meget lille antal fejlforsøg.
for at beregne ikke-faselåste effektændringer subtraherede vi først den gennemsnitlige ERP fra hver forsøg23., Den subtraherede ERP (og de forsøg, hvorfra den blev subtraheret) blev beregnet for hver kombination af emne, tilstand (DBS ON/OFF Interference interferens/Konfliktforsøg) og ROI/sensor. Alle plots af EEG po .er viser data efter denne ERP fjernelse.
Sensor og kildelokaliserede data blev derefter dekomponeret i deres tidsfrekvensrepræsentation via Morlet wavelavelet convolution. Wavelavelets havde base frekvenser samplet fra 2 til 50 H.i 25 logaritmisk fordelte trin, hvor hver wavelavelet var kendetegnet ved tre cyklusser. Nedbrydning blev udført på enkeltforsøg data, ikke på gennemsnittet eller ERP., Alle frekvenseffekt estimater blev normaliseret til den gennemsnitlige effekt af en præ-stimulus baseline (-0.5 s til -0.1 s) for hvert frekvensbånd. Vi brugte en DB-transformation til normalisering. Baseline effekt blev beregnet separat for hvert emne og DBS tilstand (OFF, ON). Den samme præ-stimulus-basisperiode, der blev brugt til stimulus-låste analyser, blev også brugt til responslåste analyser. Derefter gennemsnit vi værdierne inden for hvert forud specificeret frekvensbånd for at opnå et strømtidskursus pr. Alle resulterende effektværdier vist i artiklen blev normaliseret til dB som nævnt ovenfor., Alle po .er topografiske og tid kursus plots repræsenterer den store middelværdi på tværs af fag.
i både sensor-og kilderum blev både tidsdomæne-og frekvensdomæne-EEG-data analyseret ved hjælp af almindelig mindste kvadraters regression70, 71. Single-trial spænding eller effekt på hvert tidspunkt blev indgået i en lineær model ved hjælp af de samme uafhængige variabler som adfærdsmæssige GLM: interferens, DBS, valence, ophidselse, og forsøg nummer. Vi standardiserede alle uafhængige variabler til intervallet for denne model også., Vi overvejede også muligheden for, at interferens og DBS muligvis interagerer på det neurale niveau, selvom vi ikke så nogen adfærdsmæssig interaktion, og inkluderede således et DBS interference interferensinteraktionsterm i denne regression. For at gentage effekten af de emnespecifikke aflytninger i adfærdsmodellen subtraherede vi hvert enkelt fags alle forsøg betyder spænding eller strømtidskursus fra det pågældende fags forsøg. Kontraststatistikker (t-test) blev beregnet for hver resulterende betavægt (regressionskoefficient) ved hver prøve., For at kontrollere for flere statistiske sammenligninger (timepoints) inden for hver ROI/elektrode udførte vi permutationsinference og temporal cluster correction72. Vi brugte 1000 permutationer til hver analyse, kasserede klynger <50 ms i tidsmæssig udstrækning og bevarede kun klynger, der var signifikante Ved α = 0.05. Til time-domain-analysen i kildeområdet korrigerede vi yderligere disse cluster p-værdier ved hjælp af trin–do .n-proceduren Benjamini-Hochberg false discovery rate (FDR) på tværs af alle testede Roi ‘ er., For frekvens-domæne analyse, vi gjorde det samme, men ved hjælp af en enkelt step-do .n tværs Roi ‘ er og frekvensbånd samtidigt. Alle signifikante klynger vist i artiklen overlevede disse korrektioner. Undtagelsen er, at vi for sensor-rumanalyse ikke korrigerede for flere sensorer, fordi vi kun testede en sensor til tidsdomæne og en sensor til frekvensdomæneanalyse. Sensor-space frekvens-domæne p-værdier blev igen korrigeret for flere bånd.,
statistisk analyse—EEG/adfærdsændringer som biomarkører
vi antog, at både Theta band EEG og MSIT adfærdsændringer induceret af DBS kunne korrelere med individers kliniske respons på VCVS DBS-behandling. Vi antog yderligere, at denne sammenhæng kunne være med positiv klinisk respons (forbedring af depression) eller med kliniske komplikationer (hypomani, som in28)., Vi kvantificerede disse på det individuelle fagniveau: MSIT RT som middelforskellen (DBS ON–DBS OFF) og theta EEG som den integrerede højde af forskellen (DBS ON–DBS OFF) i vlpfc (anterior inferior frontal gyrus). Vlpfc-mærket blev valgt som forudsigelsesvariablen efter at have set resultaterne af de foregående analyser. Forskellen bølge blev specifikt beregnet over den periode, hvor vi fandt en betydelig klynge under kilden rumanalyse., Depression blev målt med Montgomery-Åsberg Depression Rating Scale (MADRS) som indsamlet under forsøgspersonernes originale kliniske forsøg; vi forsøgte ikke korrelation med OCD-symptomer, fordi kun to forsøgspersoner i prøven havde OCD. Vi brugte madrs-ændringen fra baseline for præimplantatet til dagen for dataindsamling eller til det nærmeste kliniske besøg i dataindsamlingen (altid inden for 1 måned), hvis et givet individ ikke var i stand til at gennemføre MADRS den dag., Hypomani brugte det samme datasæt som28, hvor tilstedeværelsen/fraværet af hypomaniske episoder var blevet kodet for hvert individ af uddannede kliniske ratere. Den afhængige variabel var, om dette individ nogensinde havde haft hypomani under deres DBS-behandlingsforløb. Et individ blev ikke inkluderet i hypomanianalyser på grund af utilgængelighed af kliniske data.
forudsigelsesevne uden for prøven er vigtig for at vurdere for formodede psykiatriske biomarkører 37,38,Men vanskelig at måle i sjældne populationer, såsom DBS-patienter., Som surrogat genererede vi konfidensintervaller for de kliniske/biomarkørkorrelationer ved at tegne 1000 bootstrap resamples (med udskiftning) fra den oprindelige individpopulation. Vi har brugt de samme bootstrap tegner til at konstruere konfidensinterval på arealet under kurven (AUC) for modtageren-operatør egenskab (ROC-kurver for klassificering af hypomania tilstede/fraværende og depression responder/nonresponder. Sidstnævnte anvendte den samme tærskel på 50% MADRS forbedring som i de kliniske forsøg, f.eks. in49.,
statistisk analyse—data om hviletilstand
Theta-ændringer observeret under msit-ydeevne er muligvis ikke specifikke for opgaven, men kan opstå som følge af et generelt skift i EEG-frekvensspektret under DBS. Fem forsøgspersoner bidrog mindst 2 min øjenåbne hviletilstandsdata med DBS til og fra. Fra disse data skar vi 60 1-s artefaktfrie epoker fra On og OFF-optagelserne i hvert emne og beregnede derefter en PO .er spectral density (PSD) fra 0 til 30 h.via multitapermetoden., Vi beregnet middelkraft inden for theta (4-8 h.)–regionen i hver epokes PSD, testede derefter forskellen mellem disse distributioner med Mann-.hitney U-test. Vi udførte disse analyser på theta po .er fra sensor F., som var hovedbundspunktet for den højeste theta-effekt under msit-ydeevnen.
validering af msit-adfærdsresultater i epilepsikontrol
en potentiel bekymring er, at eventuelle RT-resultater, vi observerer, kan forklares ved praksiseffekter. Selvom ON-og OFF-blokke blev adskilt med en time eller mere, kan emner stadig beholde en vis proceduremæssig hukommelse af opgaven., For at tackle denne forvirring analyserede vi data fra en gruppe forsøgspersoner, der udførte flere temporalt adskilte MSIT-løb uden de følelsesmæssige distraktorer. Disse emner var en del af en større undersøgelse med fokus på netværksniveaufysiologi af mental sygdom13. De blev optaget til indlæggelse elektrofysiologisk overvågning af medicin-ildfast epilepsi. Mens de var indlagt, blev de kontaktet dagligt for at udføre flere kognitive opgaver, herunder msit. I dette tilfælde brugte vi den oprindelige version af opgaven, som ikke omfatter baggrunden IAPs distraktorer., På grund af arten af klinisk arbejde på en indlæggelsesenhed, inklusive pauser til måltider og kliniske runder, disse forsøgspersoner udførte ofte en eller flere 64-forsøgsmsit-blokke med en betydelig pause imellem. Dette replikerer effektivt designet af vores primære undersøgelse, bortset fra DBS manipulation. Vi analyserede opgaveblokke udført før og efter disse pauser i otte fag. Til disse emner passer vi deres Msit-forsøg rt ‘ er med en gamma distribution GLM, der efterlignede hovedkohortanalysen, dvs.,, uafhængige / forudsigelsesbetingelser for blok (som efterligner DBS-udtrykket), konflikt, prøvenummer og en emnespecifik aflytning. Som med hovedkohorten gav alle disse emner fuldt informeret samtykke inden eventuelle undersøgelsesprocedurer. Alle eksperimentelle procedurer med disse emner overholdt statslige og institutionelle etiske krav og blev godkendt af Massachusetts General Hospital Institutional Revie.Board.