Transcraniële ultrageluid stimulatie van de menselijke amygdala tijdens angstleren

Hoe gaan mensen om met een angstige situatie, hoe leren ze daarvan? Deze vraag
vormt de kern van ons begrip van angststoornissen en is van cruciaal belang
voor het ontwikkelen van nieuwe behandelingsopties, gebaseerd op neurocognitie.
Pavloviaanse angstconditionering is een goed gevalideerde methode om het leren
van angst in het laboratorium te bestuderen. Deze eenvoudige en robuuste
methode wordt veelvuldig gebruikt in dierproeven om de hersencircuits en
mechanismen in detail te begrijpen. De meest consistente bevinding in studies
met knaagdieren en niet-menselijke primaten is dat het leren van angst
afhankelijk is van de amygdala. Ons begrip van deze systemen bij mensen is
voornamelijk gebaseerd op correlationeel bewijs uit neuroimaging-onderzoeken.
Deze observationele en correlationele onderzoeken zijn niet altijd ideaal om te
vertalen naar klinische toepassing. Daarvoor zijn causale interventie studies
nodig. Non-invasieve neuromodulatie technieken voor menselijke toepassingen
zijn daarom cruciaal voor een causaal begrip van angstleerprocessen en om
gerichte behandelingsopties te ontwikkelen.

Transcraniële Ultrageluid Stimulatie (TUS) is een non-invasieve neuromodulatie
techniek om met precisie diepe hersenstructuren zoals de amygdala te moduleren.
In dit onderzoek zullen we TUS combineren met gevalideerde angstconditionering
procedures, om amygdala-afhankelijke angstleerprocessen causaal te bestuderen
bij gezonde mensen. TUS is eerder met succes gebruikt bij niet-menselijke
primaten om amygdala activatie te moduleren. In studies bij mensen induceert
TUS veranderingen in cognitieve processen door neuromodulatie van diepe
hersenstructuren. Daarom verwachten we dat TUS de bijdrage van de amygdala aan
het leren van angst moduleert.

Het primaire doel van deze studie is om de causale rol van de menselijke
amygdala tijdens angst-leren te onderzoeken. Dit doel wordt bereikt door de
impact van TUS gericht op de amygdala op fysiologische markers van angst te
meten.
De secundaire doelstellingen zijn om (1) de neuromodulerende effecten van
amygdala-TUS op standaard fysiologische maten van angstleren te bepalen, (2) de
rol van de amygdala bij ongeconditioneerde angstexpressie te bepalen en (3)
interindividuele verschillen in interventie respons te voorspellen.

Dubbel-sessie, enkelblinde, gerandomiseerde, schijn-gecontroleerde,
parallel-groepen studie. Tijdens de eerste sessie worden structurele en
functionele MRI-scans gemaakt. De tweede sessie is de interventie sessie. We
gebruiken een mixed factorial design met CS (CS+, CS-) en Stimulatie (verum
TUS, schijn TUS) als factoren binnen proefpersonen en Site (amygdala, mediale
temporale kwab) als factor tussen proefpersonen. De CS+ zal in de helft van de
trials gepaard gaan met een lichte elektrische schok (US) doormiddel van een
reinforcement rate van 50%.

Transcraniële ultrageluid stimulatie van de amygdala.

Deelnemers zullen geen direct voordeel ervaren van deelname, hoewel deelnemers
de mogelijkheid om zelf MRI en TUS te ervaren vaak interessant vinden.
Deelnemers ontvangen indien van toepassing een standaard financiële vergoeding
(¤10/uur). Voorafgaand aan deelname worden alle proefpersonen gescreend op
contra-indicaties met betrekking tot non-invasieve hersenstimulatie en magnetic
resonance imaging (MRI). Het geschatte risico voor deelname aan MRI-metingen en
TUS-interventies is minimaal. Het geluid en de relatief beperkte ruimte in de
MRI-scanner en de vereiste om tijdens het TUS-experiment stil te blijven zitten
kan door sommige proefpersonen als ongemakkelijk ervaren worden. TUS voor
neuromodulatie in mensen heeft nooit tot ernstige bijwerkingen geleid
(Blackmore et al., 2019; Pasquinelli et al., 2019). Net als bij toepassingen
van biomedische ultrasone echografie (ter Haar, 2010), wordt de veiligheid van
deelnemers in deze studie gegarandeerd door naleving van internationaal erkende
protocollen en richtlijnen (bijvoorbeeld van de Food and Drug Administration).
Milde bijwerkingen van TUS zijn lichte voorbijgaande hoofdpijn en vermoeidheid
(Legon et al., 2020). Concluderend: het risico en de last die aan
studiedeelname zijn verbonden worden als minimaal beschouwd en we verwachten
geen (ernstige) bijwerkingen tijdens het project.