优化磁刺激对风险决策的调控

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研究背景

经颅磁刺激是一种无创的、可控的神经调控措施,可以调控多种行为,为临床人群的转化应用提供了广阔的前景。决策功能是一种高级的社会认知功能,适应性决策是一种通过利用相关的、有效的反馈,同时忽略不相关的反馈,指导下一次决策获得最大受益的决策过程。临床研究发现众多神经精神疾病都会对刺激反馈的学习产生不同的影响,对刺激反馈的学习困难将会严重影响个体的适应性决策过程,对个体的生活以及社会带来了诸多负面影响。因此,探索有效的干预方法来调节和增强决策过程的反馈过程,可能会使改善个体的冲动行为以及不当社交等行为。而目前发现TMS能够调控个体的决策过程,改善其对奖赏的预期,降低冲动决策。θ爆发性磁刺激(Intermittent Theta Burst Stimulation, iTBS)是一种模式化兴奋性刺激,可以产生较强的刺激后效应。


为了确定具有最佳调节能力的TMS方案,既往展开了大量的研究,但是该结果能否推广到决策等高级功能上,在很大程度上是未知的。作为一种新型的刺激模式,iTBS在调节皮层兴奋性方面可能比传统高频rTMS对决策有更好的促进作用。



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研究过程

既往研究指出,左侧背外侧前额叶(Left dorsolateral prefrontal Cortex, L-DLPFC)可能是调控决策行为的潜在靶点。因此iTBS研究课题组选择L-DLPFC作为刺激靶点。到目前为止,iTBS对反馈决策的影响还没有被研究过,也没有与传统的高频rTMS在相同情况下进行过比较。本研究旨在确定iTBS刺激能否调控被试的反馈决策能力,并与传统高频rTMS方案进行比较,探索更有效的调控参数。特别的是,iTBS研究课题组同时采用了两种不同的风险决策范式,通过评估TMS刺激前后受试者在决策任务过程中表现的改变,探讨与假刺激组相比,iTBS是否能改善受试者的决策和反馈功能,与经典的20Hz刺激相比,iTBS是否有更好的改善效果。


我中心iTBS研究课题组设计了一组随机单盲实验,招募健康被试分别被随机分到iTBS组20Hz组假刺激组,要求健康被试进行两项风险决策任务,骰子博弈游戏(Game of Dice Task, GDT)和风险收益游戏(Risky Gains Task, RGT),以GDT和RGT的表现为基础,比较三种不同参数刺激L-DLPFC对风险决策功能的影响,验证iTBS较传统型20Hz是否具有更好的促进作用。主要指标为GDT和RGT的正反馈和负反馈利用率。最终纳入87人,每一组各29人。




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研究结果

在GDT和RGT决策任务表现上,iTBS组和20Hz组均能显著改善负反馈和正反馈的能力,增加安全选项,减少风险选项(P<0.05)。此外,在风险收益任务中,iTBS组更促进反馈能力,对降低风险选择,这种促进作用强于20Hz组和sham组(正负反馈均有效,P<0.05)。


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研究结论

无论是iTBS还是20Hz单次刺激后都会使被试更有效地整合正、负信息,从而做出理性选择,但是模式化的iTBS比传统高频的20Hz具有更强降低风险的反馈效果。总之,iTBS相比于20Hz有更强的决策调制作用,可能在决策能力促进更好的效果,并为行为改善提供潜在的临床价值。




相关研究结果发表在《Journal Of Neuroscience Resaeach》(IF:4.699),题为:Better modulation for risk decision-making afteroptimized magnetic stimulation,中心博士研究生王璐,吴兴启作为第一作者,我中心成员陈新贵和中心主任汪凯教授为通讯作者。


原文链接: https://doi.org/10.1002/jnr.24772