Em tempo real Biofeedback fMRI Segmentação o córtex orbitofrontal de Ansiedade Contaminação

O objetivo geral deste procedimento é treinar pessoas para controlar uma região do cérebro envolvida na ansiedade relacionada à contaminação e verificar se esse treinamento altera a função cerebral e melhora o controle sobre essa ansiedade. Isso é realizado primeiramente identificando uma região do córtex orbitofrontal do participante envolvida na ansiedade de contaminação. Essa região será a área-alvo para uma intervenção de biofeedback.

O próximo passo consiste em avaliar, antes da intervenção com biofeedback, o nível de ansiedade que o sujeito experimenta em resposta a imagens relacionadas à contaminação, bem como seus padrões de conectividade cerebral. Em seguida, o sujeito é treinado por meio de biofeedback para controlar a região cerebral-alvo. O passo final é avaliar se os sujeitos desenvolveram maior controle sobre a área cerebral-alvo e sobre a ansiedade relacionada à contaminação como resultado do biofeedback e se essas mudanças estão associadas a alterações na conectividade com a área cerebral-alvo.

No fim das contas, esta abordagem revelará se o biofeedback de fMRI em tempo real possui valor clínico potencial para pacientes com transtorno obsessivo-compulsivo e investigará a base neural da ansiedade relacionada à contaminação. O biofeedback de fMRI em tempo real possui valor terapêutico potencial para muitas formas diferentes de doenças mentais, pois pode permitir que os indivíduos controlem aspectos de sua função cerebral que dão origem aos sintomas.

Aqui investigamos se o método pode ajudar as pessoas a controlar sua ansiedade relacionada à contaminação. Caso afirmativo, pode ser clinicamente útil para pacientes com transtorno obsessivo-compulsivo. A abordagem aqui apresentada, que combina biofeedback com avaliações antes e depois de variáveis clínicas e da conectividade cerebral, também pode responder questões fundamentais em neurociência e psiquiatria.

O biofeedback permite-nos alterar a dinâmica cerebral, e então podemos medir como as alterações na conectividade cerebral dão origem a diferenças em variáveis clínicas ou cognitivas. Antes de iniciar este experimento, é necessário um extenso desenvolvimento de estímulos. Imagens relacionadas à contaminação e imagens neutras devem primeiro ser coletadas e depois testadas para garantir que a ansiedade induzida por esses estímulos seja equilibrada entre as condições de provocação e que a ansiedade seja significativamente maior nas condições de provocação do que nas condições neutras.

Quando os estudos piloto forem concluídos, os participantes em potencial devem ser recrutados e triados para identificar indivíduos saudáveis que possam participar com segurança de experimentos de RNM e que relatem altos níveis de ansiedade relacionada à contaminação, bem como o desejo de aprender a controlar essa ansiedade. Para este experimento, os participantes comparecem em quatro dias separados, agendados em intervalos de aproximadamente meio semana, de modo que todo o estudo leve duas semanas para ser concluído. O fluxograma exibido aqui descreve o protocolo adicional para cada participante que receberá sessões reais de biofeedback.

Outro participante deve ser recrutado, pareado em idade e gênero, para receber biofeedback simulado antes de cada sessão de RM. Os participantes são triados quanto à presença de metal no primeiro dia, quando é obtida uma imagem estrutural de alta resolução. Em seguida, são coletadas duas séries de dados funcionais em estado de repouso, seguidas por três séries de localização funcional nas quais o participante alterna entre a visualização de imagens intensamente relacionadas à contaminação e imagens neutras em intervalos de 42º.

Essas aquisições de localização são utilizadas para identificar a região da CCO ativada pela ansiedade relacionada à contaminação. Após a sessão de imagem do primeiro dia, os participantes se reúnem com o psicólogo clínico especializado em transtornos de ansiedade para uma sessão de desenvolvimento de estratégia de reavaliação. O objetivo dessa sessão é desenvolver uma estratégia cognitiva individualizada para o participante, proporcionando-lhe algum controle inicial sobre a atividade em seu córtex frontal orbital.

Essas estratégias para aumentar ou diminuir a atividade da COT têm como objetivo apenas fornecer uma capacidade inicial limitada de controlar a COT. Durante as sessões de biofeedback, os participantes terão a oportunidade de experimentar diferentes estratégias cognitivas e receber feedback direto, permitindo-lhes desenvolver um controle crescente sobre a COT. Em seguida, os dados coletados na localização do dia um são analisados antes da sessão do dia dois.

O mapa de equipe resultante indica quais regiões do cérebro foram mais ativas quando o sujeito visualizou imagens relacionadas à contaminação em comparação com imagens neutras. Os 30 pixels superiores neste mapa de TM localizados dentro da COF ou na região frontal polar adjacente são selecionados para representar a região-alvo específica da COF daquele sujeito para seus próximos exames de escaneamento com biofeedback. Essa região é então traduzida do espaço funcional para o espaço anatômico por meio de um registro rígido com interpolação do vizinho mais próximo.

Uma região de controle também é definida para incluir toda a substância branca do cérebro e é transformada para o mesmo espaço do cérebro MNI. Essas duas regiões serão utilizadas pelo programa de análise em tempo real durante a sessão de biofeedback do segundo dia. No segundo dia do experimento, os participantes primeiramente realizam uma sessão de avaliação fora do imã.

Antes de cada sessão de avaliação, os participantes recebem instruções verbais para tentar minimizar sua ansiedade ao visualizar as imagens relacionadas à contaminação que serão apresentadas. Em seguida, recebem instruções detalhadas na tela para relatar o nível de ansiedade relacionada à contaminação que sentem em resposta às imagens. A resposta galvânica da pele é monitorada simultaneamente.

Os participantes então participam de uma sessão de biofeedback FMRI em tempo real de 1,5 hora. A sessão começa com a aquisição de imagens anatômicas axiais nas mesmas localizações de corte dos dados funcionais. Em seguida, é realizada uma varredura funcional de referência.

As duas regiões de interesse são traduzidas para o espaço funcional da sessão atual por meio de uma concatenação de dois registros rígidos. O primeiro registro mapeia as regiões do espaço anatômico do dia um para o espaço anatômico do dia dois. O segundo registro mapeia as regiões do espaço anatômico do dia dois para o espaço da varredura de referência funcional do dia dois.

Enquanto as regiões estão sendo registradas, são coletadas duas séries funcionais denominadas séries de tarefa de controle. Essas séries não envolvem biofeedback, mas são utilizadas para avaliar a capacidade dos participantes de controlar a atividade em sua região de interesse no córtex orbitofrontal (OFC) quando expostos a imagens relacionadas à contaminação. Durante a aquisição, os participantes visualizam imagens com uma seta que aponta para cima ou para baixo nas imagens relacionadas à contaminação ou para a frente nas imagens neutras.

Os participantes recebem a instrução para tentar aumentar a atividade em sua CCO quando a seta aponta para cima, tentar diminuir a atividade em sua CCO quando a seta aponta para baixo e simplesmente relaxar quando a seta aponta para a direita. A seta e a imagem mudam a cada 26 segundos, alternando entre as três condições após a realização da tarefa de controle e quando a região-alvo e a região de controle já foram registradas no espaço funcional atual. São realizadas seis sessões de biofeedback ou sessões de biofeedback simulado, conforme o caso, dependendo do participante.

As sessões de biofeedback são usadas para treinar os indivíduos a controlar a atividade em sua O-F-C-R-O-I. Elas são semelhantes às sessões da tarefa de controle, exceto pelo fato de que os indivíduos recebem feedback na parte inferior da tela sobre o sucesso no controle da região cerebral. A exibição de biofeedback mostrada aqui foi acelerada, mas, de outro modo, reflete exatamente o que um indivíduo visualizava durante o biofeedback.

As sessões de biofeedback simuladas serão idênticas às sessões de biofeedback, exceto pelo fato de que os participantes visualizarão a série temporal da atividade na COF de uma sessão de biofeedback prévia de um sujeito pareado por idade e sexo, na medida em que o sujeito de biofeedback conseguiu controlar a atividade na COF. O sujeito simulado parecerá igualmente bem-sucedido durante as sessões simuladas, resultando em impressões semelhantes de sucesso. Por fim, são coletadas mais duas sessões de tarefa de controle para cada participante.

Em seguida, os participantes devem retornar no terceiro dia para uma sessão de aquisição idêntica à do segundo dia; no quarto dia, os participantes devem participar de uma sessão final de avaliação. Em seguida, uma sessão final de ressonância magnética de uma hora, na qual são coletados dados de conectividade funcional em repouso, após a coleta de dados de todos os participantes. Os participantes que receberam biofeedback real podem ser comparados com aqueles que receberam biofeedback simulado para determinar se desenvolveram maior controle sobre sua região-alvo e se isso os capacitou a exercer maior controle sobre sua ansiedade relacionada à contaminação.

As alterações na ansiedade de contaminação em sujeitos submetidos ao biofeedback estão relacionadas a mudanças no controle sobre sua região-alvo e a alterações nos padrões de conectividade funcional. Aqui vemos uma captura de tela da exibição visual de uma das últimas sessões de biofeedback de um sujeito que conseguiu obter controle sobre sua COT. A sessão termina com a condição neutra e, portanto, a seta é branca e aponta para frente.

Este sujeito também demonstrou maior controle sobre sua ansiedade relacionada à contaminação, conforme indicado por menores pontuações de ansiedade na sessão de avaliação pós-intervenção, e apresentou maior controle sobre seu córtex orbitofrontal durante as execuções da tarefa de controle. Este método possui grande potencial na psiquiatria, tanto como tratamento clínico quanto como ferramenta de pesquisa para investigar os substratos neurais que subjazem aos sintomas clínicos.