Eksperimentell design
Det overordnede målet med studien var å vurdere om VCVS DBS modulert menneskelig kognitiv kontroll evner og kortikale nevrale svingninger som er relevante for disse evnene. Dette var en innenfor fag som design, der enkelte fag fullført identiske måling protokoller med stimulering på og av., Dette design-økt statistisk power (sammenlignet med alternative utforminger der DBS fag vil bli sammenlignet mot ikke-implantert kontroller) ved å innrømme hierarkisk/blandet modellering og kontroll for betydelig mangfold av behandlingsresistent psykiatriske pasienter. Vår pre-spesifiserte hypoteser var at:
-
DBS ville forbedre menneskelig kognitiv kontroll, noe som reflekteres i økt ytelse i DBS PÅ tilstanden.,
-
DBS ville øke strømmen av theta svingninger, først og fremst i laterale prefrontale cortex og dorsal anterior cingulate cortex, gitt den spesifikke rollen disse svingninger i beslutningsprosesser og-svar-hemming.
-
graden av DBS-indusert endring i de nevnte påstandene ville forklare en del av virkningsmekanismen, som bestemmes av prediksjon av klinisk utfall.
Disse analysene var ikke pre-registrert. På tidspunktet for datainnsamling og studier oppfatning, pre-registrering var ikke en allment tilgjengelig tjeneste.,
Fag
Fjorten personer med VCVS DBS samtykket til å delta i forsøkene. Alle hadde fått VCVS DBS implantater for en tidligere kliniske studier (NCT00640133, NCT00837486, eller NCT00555698), med oppføring kriterier gitt in48,49. Alle var høyrehendt. Prøven inkludert seks menn og åtte kvinner, i alderen 30-årene–på 70-tallet, på tidspunktet for datainnsamling, med minst 6 måneders eksponering for kronisk stimulering og et maksimum på 7 år. Fag hadde hovedsakelig blitt implantert for MDD, men 2/14 hadde en primær indikasjon av OCD med komorbide MDD., De fleste hadde i det minste delvis klinisk respons til DBS. Informert samtykke for studien deltakelse ble innhentet av en lege som ikke var gjenstand primære DBS kliniker, etter full naturen og mulige konsekvenser av studien ble forklart. Alle studier prosedyrer overenstemmelse med gjeldende statlige og institusjonelle etiske retningslinjer. Studien rutiner ble gjennomgått og godkjent av Massachusetts General Hospital Institutional Review Board.
Eksperimentelle protokollen
Å undersøke kognitiv fleksibilitet, vi ansatt en modifisert versjon av MSIT (hoved tekst Fig. 1a)., Den MSIT krever motiver for å identifisere et sett av tre tall er annerledes enn sine naboer. Fag må holde tre fingre på høyre hånd plassert over svar tastene tilsvarende tallene 1-3. I-kontroll (non-forstyrrelser) prøvelser, målet er i samme romlig posisjon som tilsvarende respons på-tasten, og de flankerer sifre er ikke gyldige svar (dvs. de 0s). I forstyrrelser prøvelser, målet er ut-av-posisjon i forhold til sine tilsvarende tast-trykk og er flankert av andre levedyktig mål., MSIT har vist seg å produsere robust, funksjonell magnetisk resonans imaging (fMRI)25 og electrophysiologic26 endringer, med en betydelig (interferens–kontroll) forskjell ofte synlig på den enkelte gjenstand nivå. Vi merk at denne bestemte operationalization av kognitiv kontroll, ytelse på en konflikt oppgaven, er bare en av mange mulige eksperimentelle tilnærminger. Kognitiv kontroll er fremkalt i mange situasjoner, inkludert approach-avoidance conflict50, bytte-opphold decisions16,51), og muligens også i følelsesmessig valenced selv-regulation52., Den spesifikke nytte av MSIT er at det er verifisert til å indusere statistisk robuste fag-nivå og effekter, både atferdsmessige og neural nivå, forsterke vår makt for å oppdage DBS-indusert forskjeller. Vi har videre lagt til en emosjonelle forstyrrelser dimensjon, basert på en hypotese om at personer med alvorlige behandling motstandsdyktig mot sykdom ville være attentionally partisk mot negative bilder. Før hver MSIT rettssaken, et bildet som er valgt fra den Internasjonale Affektive Bilde Systemet, eller IAPS53, ble presentert., Bildet forble på skjermen, delvis skjult av MSIT stimulus, for prøveperiode. En fast del av 144 bildene ble valgt ut fra generelle internett-tilgangspunkter dataset til å dekke spekteret av tilgjengelige valence (positive, nøytrale og negative) og emosjonell opphisselse rangeringer.
Hver blokk av prøvelser som finnes 72 kontroll og 72 forstyrrelser prøvelser. Vi tildelt positive, nøytrale og negative IAP bilder som er tilordnet til hver prøving av type i en counterbalanced mote, slik at hvert bilde ble presentert gang i en kontroll-og en gang i en interferens i en sammenheng., De 144 bilder ble delt mellom disse to 144-rettssaken blokker på en måte som minimert mean squared parvis forskjeller mellom bilde rangeringer når rangeringen sorteres etter valence. For å hindre respons angir eller tilvenning, trial rekkefølge i hver blokk var pseudo-tilfeldig, slik at fag som aldri har hatt mer enn to forsøk på rad som delte samme valence, forstyrrelser nivå, eller ønsket respons finger. Denne svært interleaved rettssaken design var forventet å plassere større krav til kognitiv kontroll-systemer ved å redusere forutsigbarheten av stimuli. Som vist i Fig., 1a, fag sett TILGANGSPUNKTENE bildet alene for 400 ms, ble presentert med MSIT stimulans og gitt opp til 1500 ms til å svare, og deretter viste en fiksering korset for 3-5 s (randomisert med en jevn fordeling). De ble bedt om å minimere øyne blinker under rettssaken og blinking fritt under fiksering periode. Før innsamling av data, fag utført en blokk av 20 studier der de fikk riktig/feil tilbakemeldinger, etterfulgt av en annen blokk av 40 studier uten tilbakemelding., De gjentatte denne praksisen, hvis nødvendig, før de oppnådde over 90% riktige svar (teller tapte studier som feil).
Mange av våre fag hadde tidligere negative erfaringer i livet med spesifikke assosiasjoner til temaene som presenteres i internett-tilgangspunkter. For å kontrollere for disse sterke subjektive/særegne tolkninger i denne lille eksempel, vi har samlet inn enkelte bilde rangeringer. Etter hver blokk var ferdig, fag ble re-presentert med hver IAP bilde og gitt 25 s å rangere bildet følelsesmessig., Vi brukte samme selv-vurdering festeanordning som gjør det mulig system som opprinnelig ble brukt til å utvikle IAPS54, som gir hvert bilde en valence rangering fra 1 til 9 (som representerer mest negative til det mest positive) og en opphisselse rangering fra 1 til 9 (som representerer ikke-i-alt vekke til svært opphissende). Både MSIT og post-oppgave IAP vurdering bildene ble presentert ved hjelp av Psykofysikk Toolbox (http://psychtoolbox.org) som kjører under MATLAB 2013a.,
Electroencephalographic data ble kjøpt på 1450 Hz (Nexstim eXimia EEG) fra 60-tv som er plassert i henhold til den internasjonale 10-20 system og produsentens standard cap. Bakken elektrodene ble plassert på neseryggen. En diagonal bipolar elektro-oculogram kanalen var plassert rundt høyre øye. Tv var forberedt på å <5 kΩ impedans. Hodebunnen plasseringen av hver kanal ble digitalisert etter cap forberedelse og før opptak., Vi har også digitalisert den nasion og både pre-auricular poeng, pluss 100 ekstra hodebunnen poeng ikke tilsvarende til en EEG-sensor, for å forbedre kvaliteten på MR-til-digitalisering co-registrering. I fire fag, i tillegg til oppgaven data vi samlet inn 1 min hver av øynene åpne og øynene lukket hviler data bare etter hver oppgave blokkere og før IAP egenevaluering rangeringer.
Alle emner i første fullført en MSIT blokk, resting-state-samling, og bildet vurdering med sin DBS på sin vanlige kliniske settinger (DBS PÅ)., Rett etter MSIT, men før resting-state og bilde-rating blokker, fag også gjennomført 15 min Innsats Utgifter for Belønninger Oppgave (EEfRT)27. En erfaren kliniker da de-aktiveres den bilaterale det neurostimulators, og motivet hvilte i minst 1 h uten å fjerne EEG-hette. I dyrestudier, en times uttak av kronisk stimulering var tilstrekkelig til å produsere sterke endringer i nevrale aktiviteten som syntes å være en rebound/counter-forskrifter response55., Dette rebound effekt ikke opphøre innen en time, men vedvarer over en lengre periode, som er dokumentert ved kliniske studier der pasienter sakte tilbakefall over en uke etter DBS discontinuation56. Tilstedeværelsen av denne rebound effekt bør legge vekt eller forsterke nevrologiske endringer som er forårsaket av kronisk stimulering. Etter re-forbereder noen høy-impedans-tv, fag igjen utført MSIT, EEfRT, resting-state, og bildet rangeringer (DBS AV-tilstand) før neurostimulator re-aktivering., Pasientene var klar over deres enhetens status, som var forskere, selv om ingen emne opplevd negative psykologiske konsekvenser fra studien manipulasjon.
EEG forbehandling
EEG analyser brukes minimum norm estimat (MNE)-Python suite57. Frakoblet -, EEG-data var aktiv filtrert mellom 0,5 og 50 Hz, så epoched. Dette fjerner effektivt de DBS artefakt som vist i vår og andres fortid work37,58, som alle fag’ stimulatorer ble satt over cutoff-frekvens., Harmoniske frekvenser av DBS stimulering på samme måte ville være helt utenfor passband av dette filteret og utenfor alle frekvensbånd analysert i dette arbeidet. Se Tabell 1 for de enkelte fag’ stimulering frekvenser. Vi fjernet eyeblinks og muskel gjenstander med signal plass projection59. Vi så skjære studier/epoker fra den kontinuerlige data. Stimulus-låst analyser brukt data fra 1.5 s før IAP utbruddet til 3,4 s etter IAP utbruddet (1500 ms etter utløpet av prøveperioden). Svar-låst analyser brukes -1.5 s før til 1,5 s etter svar., Amplitude avvisning (threshold = ± 150 µV) fjernet forsøk med rester av gjenstander. Til slutt, vi konvertert alle forsøk på å endre forhold til baseline, definert som 0.5 s for å 0.1 s før IAP utbruddet. For gang-domene analyser, har vi trukket fra middelverdien til dette vinduet fra alle prøvelser for at en bestemt emne, for frekvens-domenet, vi konverterte data for å desibel (dB) i forhold til baseline.
Av 14 fag, seks ble ekskludert fra videre EEG analyse under forbehandling. Fire pasienter ble ekskludert fordi deres EEG data ble registrert uten bruk av en digitalisering system., Deres data kan dermed ikke være nøyaktig kilde lokalisert. To personer ble ekskludert fra videre EEG analyse på grunn av betydelig electromyographic artefakt, som resulterte i avvisningen av det store flertallet av studier etter kvalitetssikring av prosedyrene som er beskrevet ovenfor. EEG data av de resterende åtte fag ble deretter utsatt for en kilde lokalisering og alle videre analyse som beskrevet nedenfor.
EEG kilde lokalisering
Vi rekonstruert fag’ kortikale overflater fra presurgical T1 MR-bilder ved hjelp av Freesurfer v5.360., EEG cap digitalisering ble manuelt co-registrert til Freesurfer anatomisk rekonstruksjon ved hjelp av MNE kommando linje verktøy pakke. Deretter, i MNE-Python, den kortikale masker var downsampled fra ~160,000 noder per halvkule til 4098 dipol steder (noder) per halvkule. Vi beregnet frem en løsning med tre-rom grensen-element model61 med indre og ytre skull overflater rekonstruert fra Freesurfer er skjellsettende algorithm62., Den dipol-amplitude (gjeldende kilde tetthet) på hver kortikale plassering ble estimert ved anatomisk begrenset MNEs method63, ved hjelp av et grensesnitt som ligner på andre rapporter i region av interesse (ROI)-basert oscillatory analyses64., Litt, MNE metoden finner maximum a posteriori estimater av nåverdien av den latente kortikale kilder, gitt den observerte sensor kilder, forutsatt at (1) den gjeldende kilden amplituder er sparsomme og normalfordelt med en kjent kilde covariance matrix og (2) den observerte sensor data inneholder additiv støy med en normal fordeling og en kjent romlig covariance matrise. Viktigere, i motsetning til andre beamforming metoder, MNE metoden bevarer svingninger slik at oscillatory strøm kan beregnes på følgende kilde lokalisering., Hver toppunktet er gjeldende kilde anslaget inkluderer en dipol-retning, slik at kilden tid selvfølgelig kan være enten positiv eller negativ til enhver tid. Her retningen til dipoles ble tvunget til cortex bruke anbefalt standard parametre (løs = 0.2, dybde = 0.8). Støy covariance matriser som er nødvendig for kilde lokalisering ble anslått per emne fra en baseline av perioden på 500 ms før starten av hvert forsøk. Den empiriske covariance estimater var regularized via «krympet» – metoden, som anbefalt av Engemann og Gramfort65., Enkelte kilde estimat data ble deretter tilordnet til Freesurfer er «fsaverage» cortical overflaten. Til slutt, kilde estimat gang kurs for de enkelte knutepunktene ble samlet i et sett av kortikal etiketter tilsvarende til vår ROIs: cingulate cortex (rACC, dACC, mCC), dorso-mPFC (dmPFC/superior frontal gyrus), dorso-laterale prefrontale cortex (DLPFC/midtre frontale gyrus), og ventrolateral prefrontal cortex (VLPFC/dårligere enn frontal gyrus). Gjennomsnittlig tid for kurs per AVKASTNINGEN ble beregnet ved hjelp av «PCA-flip» teknikk i MNE-Python., Kort, entall verdi nedbrytning (SVD) er brukt til vertex-messig kurs per AVKASTNING og første til høyre entall vector er trukket ut. Hver toppunktet er tid for kurset er deretter skalert og logge snudd. Skalering er utført for å matche den gjennomsnittlige strømmen av vertex-messig kurs. Tegnet av tid selvfølgelig justeres ved å multiplisere det med tegn til venstre entall vektor fra SVD, som sikrer at den fasen endres ikke ved 180 grader fra én kilde tid selvfølgelig til den neste., Supplerende Tabell 1 viser disse etikettene og den anatomiske mal som skal brukes for hver i de viktigste tekst/tall. Den anatomiske etiketter/ROIs var manuelt sammen ved sammenslåing av flere mindre, sammenhengende etiketter fra Lausanne 243-regionen atlas66. Etikettene brukes her var utformet for å sikre at hver kortikale regionen tilsvarte en nesten like mange noder i standard mal for hjernen. Vi valgte etiketten satt til å dekke områder som tidligere er innblandet i funksjonelle nevro-avbildningen av MSIT13,25.,
Statistisk analyse—atferd
Den primære atferdsmessige utfallet i MSIT er fag’ RT, som de er pre-trente til svært lave feil priser. Sammen med andre, har vi vist at RTs under konflikt og beslutninger oppgaver er bedre tilnærmes ved gamma enn av Gaussiske distributions13,67. Dermed har vi analysert atferd i en blandet virkninger GLM med gamma fordeling og identitet link-funksjonen. Som GLM ble brukt ved per-rettssaken nivået, som tillater oss å modellere effekter av DBS og prøving-spesifikke effekter slik som følelser og kognitive forstyrrelser., Den blandede effekter design, som inneholder en random intercept for faget, spesielt kontroller for intra-emne korrelasjon (forsøk og økter som gjentatte tiltak). Vi ekskluderte studier med manglende svar, feil prøvelser, og post-feil prøvelser. Vi ytterligere ekskluderte studier med outlier RTs, som vi definert ved å montere en gamma fordeling til hvert emne er RT data, samle den DBS PÅ og AV går for denne forbehandling trinn. Vi ekskluderte studier med RT sannsynligheten <0.005 basert på den utstyrt distribusjon. Disse tilnærmingene ekskludert 247 studier (6.,12% av total, n = 3785 studier beholdt i analysen).
for Å kontrollere for den samlede RT variasjon på tvers av fag, vi er angitt GLMs med en fagspesifikk random intercept pluss faste effekter for eksperiment-variabler (blandede modeller). Lignende til tidligere rapporter, e.g.28, vi identifisert den aktuelle modellen ved å minimere Akaike ‘ s information criterion (AIC) under trinnvis tillegg av variabler. Viktigere, AIC minimalisering er matematisk tilsvarende for å bygge modell av out-of-sample cross-validation36, en tilnærming vi har identifisert som viktige i biomarkør research38., Vi vurderte forstyrrelser, DBS, valence, og opphisselse som mulig RT prediktorer basert på våre pre-spesifiserte hypoteser og oppgaven design. Vi har også testet samhandling vilkår mellom disse viktigste effekter. Vi vurderte rettssaken nummer innenfor et kjør som en plage regressor, kontrollerende for tretthet og/eller læringseffekter. Dataene ble best forklart av en modell med aforegoing viktigste effekter, men ingen interaksjon vilkår (se hovedteksten og Supplerende Fig. 1). Modeller med andre prediktorer, f.eks., RT på den foregående prosessen (en autoregressive effekt), var ikke identifiserbar., Konflikt og DBS var dummy kodet, mens valence, opphisselse, og rettssaken antall ble behandlet som kontinuerlige variabler. Alle uavhengige variabler ble standardisert til 0-1 intervall for regresjonen, men rapporteres i artikkelen etter konvertering tilbake til sin naturlige enheter for enkel tolkning.
Statistisk analyse—EEG modulering av oppgaven variabler og DBS
For tiden-domene (fremkalt potensial) analyse, sensor og kilde plass kurs ble redusert til (-0.5, 2.0) s tidsvindu for stimulus-låst epoker og (-1.0, 1.0) windows for svar-låst epoker., Dessuten, alle epoker var low-pass filtrert til 15 Hz og downsampled med en faktor på 3. Konfidensintervaller på plottet event-relatert potensialer (Erp) ble beregnet ved 1000 bootstrap resamplings med erstatning (bevare antall forsøk i hvert emne). Alle Erp vises er grand mener i alle fag.
For spektral-domene analyse, har vi beregnet ikke-faselåste kraft i tre band av interesse: theta (4-8 Hz), alfa (8-15 turistinformasjon Hz), og beta (15-30 Hz)., Vi vektlagt ikke-fase-låst, eller indusert, svingninger fordi de synes å være mer direkte relatert til proaktiv kognitiv control17. I trial-baserte analyser av Simon-effekt oppgaver, over 80% av konflikt/kontroll-relaterte theta makt endre var ikke-fase-locked23. Den ikke-faselåste theta makt var korrelert med trial til trial RTs, mer så enn faselåste theta reflektert i tid-domene ERP., Videre, i en ikke-trial-strukturert kognitiv kontroll oppgaven, theta svingninger, viste seg å være kontinuerlig tilstede over midten av frontal cortex, øker i kraft når mer kontroll var needed68. I kontrast, faselåste theta svingninger kan være mer knyttet til feil-relaterte ytelse monitoring69, et fenomen som ikke studert her på grunn av den svært lite antall feil prøvelser.
for Å beregne ikke-faselåste makt endringer, må vi først trekkes det betyr ERP fra hver trial23., Det trekkes ERP (og de studier der det ble trukket) ble beregnet for hver kombinasjon av fag, tilstand (DBS ON/OFF × Forstyrrelser/Konflikt-studier), og AVKASTNING/sensor. Alle plott av EEG strøm vise data etter dette ERP-fjerning.
Sensor og kilde-lokalisert data ble deretter dekomponeres i sin tid-frekvens representasjon via Morlet wavelet ferdige. Wavelets hadde base frekvenser samplet fra 2 til 50 Hz i 25 logaritmisk fordelt trinn, der hvert wavelet var preget av tre sykluser. Dekomponering ble utført på enkelt-trial data, ikke på den gjennomsnittlige eller ERP., Alle frekvens strøm estimater ble normalisert til gjennomsnittlig effekt for et pre-stimulans baseline (-0.5 s å -0.1 s) for hvert frekvensbånd. Vi brukte en dB forvandle for normalisering. Den opprinnelige strømmen ble beregnet separat for hvert fag og DBS tilstand (AV, PÅ). Det samme pre-stimulans baseline perioden som brukes for stimulus-låst analyser ble også brukt for svar-låst analyser. Vi så i gjennomsnitt verdiene innenfor hver pre-spesifiserte frekvensbåndet for å få en per-rettssaken strøm gang kurs for hvert bånd. Alle resulterende kraft verdiene som vises i artikkelen ble normalisert til dB som nevnt ovenfor., All makt topografiske og tid selvfølgelig tomter representerer grand mener tvers av fag.
I både sensor og kilde plass, både tid-domene og frekvens-domenet EEG data ble analysert ved hjelp av vanlig minste kvadraters regression70,71. Single-rettssaken spenning eller strøm ved hvert tidspunkt ble det inngått en lineær modell med de samme uavhengige variablene som de atferdsmessige GLM: forstyrrelser, DBS, valence, opphisselse, og rettssaken antall. Vi standardiserte alle uavhengige variabler på intervall for denne modellen også., Vi har også vurdert muligheten for at interferens og DBS kan samhandle på nevrale nivå, selv om vi så ingen atferdsmessige samhandling, og derfor inkludert en DBS × forstyrrelser samhandling begrepet i denne regresjon. For å gjenskape effekten av fagspesifikke avskjærer i atferd modell, er vi trukket fra hver enkelt gjenstand er alle rettssaker mener spenning eller strøm tid-kurs fra at emnet ‘ forsøk. Kontrast statistikk (t-tester) ble beregnet for hver resulterende beta vekt (regresjons-koeffisient) på hver prøve., For å kontrollere for flere statistiske sammenligninger (timepoints) innenfor hver ROI/elektrode, har vi utført permutasjon slutning og timelige klynge correction72. Vi brukte 1000 permutasjoner for hver analyse, forkastet klynger <50 ms i timelige grad, og beholdt bare klynger som var signifikant ved α = 0.05. For tiden-domene analyse i kilden plass, vi videre korrigert disse cluster p-verdier ved hjelp av Benjamini–Hochberg false discovery rate (FDR) step-down prosedyren over alle testede ROIs., For frekvens-domenet analyse, gjorde vi det samme, men bruker en enkel steg-ned over ROIs og frekvensbånd samtidig. Alle vesentlige klynger vist i artikkelen overlevde disse korreksjonene. Unntaket er at for sensor-plass analyse, kan vi ikke korrigere for flere sensorer, fordi vi testet kun én sensor for gang-domene og en sensor for frekvens-domenet analyse. Den sensor-plass frekvens-domenet p-verdier ble igjen korrigert for flere band.,
Statistisk analyse—EEG/atferdsmessige endringer som biomarkører
Vi en hypotese om at både theta band EEG og MSIT atferd endringer forårsaket av DBS kan korrelere med fag’ klinisk respons til VCVS DBS behandling. Vi ytterligere en hypotese om at denne korrelasjonen kan være med positiv klinisk respons (forbedring i depresjon) eller med kliniske komplikasjoner (hypomani, som in28)., Vi kvantifisert disse på det enkelte emne nivå: MSIT RT som de mener (DBS PÅ–DBS AV) forskjell, og theta-EEG som integrert høyde (DBS PÅ–DBS AV) forskjellen bølge i VLPFC (anterior inferior frontal gyrus). Den VLPFC etiketten ble valgt som prediktor variabel etter å ha sett resultatene av de foregående analysene. Forskjellen wave var spesielt beregnet over tid hvor vi fant en signifikant klynge under kilde plass analyse., Depresjon ble målt med Montgomery–Åsberg Depresjon Rating Scale (MADRS) som samles inn i løpet av fagene’ opprinnelige kliniske studier, vi gjorde ikke forsøk sammenheng med OCD symptomer fordi det bare er to fag i utvalget hadde OCD. Vi brukte MADRS endring fra pre-implantat baseline til den dagen datainnsamling, eller til nærmeste kliniske besøk til datainnsamling (alltid innen 1 måned) hvis et gitt emne som var i stand til å fullføre MADRS den dagen., Hypomani brukt det samme datasettet as28, der tilstedeværelse/fravær av hypomanic episoder hadde blitt kodet for hvert fag utdannet klinisk raters. Den avhengige variabelen var om det emnet hadde hatt hypomani under sin DBS behandlingsforløpet. En temaet ikke var inkludert i hypomani analyser på grunn av utilgjengelighet av kliniske data.
Out-of-sample prediksjon evne er viktig å vurdere for mulige psykiatriske biomarkers37,38, men det er vanskelig å måle i sjeldne populasjoner som DBS pasienter., Som et surrogat, vi generert konfidensintervallene for klinisk/biomarkør sammenhenger ved tegning 1000 bootstrap resamples (med erstatning) fra det opprinnelige emnet befolkningen. Vi brukte de samme bootstrap trekker til å konstruere konfidensintervall av området under kurven (AUU) for mottaker-operatør characteristic (ROC) kurver for klassifisering av hypomani presentere/fraværende og depresjon responder/nonresponder. Han brukte den samme terskelen på 50% MADRS forbedring som i kliniske studier, f.eks. in49.,
Statistisk analyse—resting-state-data
Theta endringer observert under MSIT ytelse kan ikke være spesifikke for oppgaven, men kan oppstå som en generell endring i EEG frekvens spektrum under DBS. Fem fag bidratt minst 2 min av øynene åpne resting-state data med DBS PÅ og AV. Fra disse dataene, vi kutter 60 1-s artefakt-gratis epoker fra den PÅ og AV innspillinger i hvert fag, så beregnet en power spectral density (PSD) fra 0 til 30 Hz via multitaper metode., Vi beregnet mener makt innenfor theta (4-8 Hz) region av hver epoke er PSD, og deretter testet forskjellen mellom disse distribusjonene med Mann–Whitney U-test. Vi utført analyser på theta kraft fra sensor Fz, som var hodebunnen poenget med høyeste theta strøm i MSIT ytelse.
Validering av MSIT atferdsmessige resultater i epilepsi kontroller
En mulig bekymring er at noen RT resultater vi observerer kan være explainable av praksis effekter. Selv om den PÅ og AV blokker ble adskilt av en time eller mer, fag kan fortsatt beholde noen prosessuelle minne av oppgaven., For å løse dette narre, vi analysert data fra en gruppe av personer som har utført flere timelig fordelt MSIT går uten emosjonelle distractors. Disse fagene var en del av en større studie fokusert på nettverk-nivå fysiologi av mental illness13. De var innlagt for innleggelse electrophysiologic overvåking av medisinering-refraktær epilepsi. Mens innleggelse, ble de kontaktet daglig til å utføre flere kognitive oppgaver, inkludert MSIT. I dette tilfellet, vi brukte den opprinnelige versjonen av oppgaven, som ikke har den bakgrunnen IAP distractors., På grunn av klinisk arbeid på en institusjon enhet, inkludert pauser for måltider og kliniske runder, disse fagene ofte utført en eller flere 64-rettssaken MSIT blokker med en betydelig pause i mellom. Dette effektivt replikater design av våre viktigste studien, bortsett fra DBS manipulasjon. Vi analysert oppgave blokker utføres før og etter disse pausene, i åtte fag. For disse fagene, vi passer deres MSIT rettssaken RTs med en gamma fordeling GLM som etterlignet de viktigste kohort-analyse, dvs., uavhengig/prediktor vilkår for blokk (som etterligner DBS sikt), konflikt, trial antall, og en fagspesifikk skjæringspunkt. Som med den største kullet, alle disse fagene tilbys fullt informert samtykke før undersøkelsen prosedyrer. Alle eksperimentelle prosedyrer med disse fagene overholdt statlige og institusjonelle etiske krav og ble godkjent av Massachusetts General Hospital Institutional Review Board.