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Dissociable Effects of Theta-Burst Repeated Transcranial Magnetic Stimulation to the Inferior Frontal Gyrus on Inhibitory Control in Nicotine Addiction

RD, Newman-Norlund; M, Gibson; PA, McConnell; B, Froeliger
Abstract:
Nicotine addiction, like other substance use disorders (SUD’s), is associated with deficits in prefrontal mediated inhibitory control. The strength of inhibitory control task-based functional connectivity (tbFC) between the right inferior frontal gyrus (r.IFG) and thalamus (corticothalamic circuit) mediates the association between successful inhibition and smoking relapse vulnerability. However, the potential efficacy of theta burst stimulation (TBS) to the r.IFG, a treatment known to alter clinical symptoms among neuropsychiatric patients, has not been reported in a SUD population. This study utilized fMRI guided neuronavigation to examine the effects of TBS on inhibitory control among nicotine dependent individuals. Participants (N=12) were scanned while performing an inhibitory control task known to elicit inhibition-related activity in the r.IFG. Using a randomized, counterbalanced cross-over design, participants then received TBS over two visits: excitatory (iTBS) on one visit and inhibitory (cTBS) TBS on the other visit. The effects of each TBS condition on subsequent inhibitory control task performance were examined. A significant condition x time interaction was identified on trials requiring inhibitory control (F (1,10) = 7.27, p = .022, D = 1.63). iTBS improved inhibitory control, whereas cTBS impaired inhibitory control. Brain stimulation did not influence performance in control conditions including novelty detection and response execution. This is the first study to demonstrate that non-invasive neural stimulation using iTBS to the r.IFG enhances baseline inhibitory control among individuals with a SUD. Further research is needed to directly examine the potential parametric effects of TBS on corticothalamic tbFC in individuals with a SUD.
Patologie/Applicazioni:
Anno:
2020
Tipo di pubblicazione:
Articolo
Parola chiave:
stimolazione magnetica transcranica; TMS; dipendenze; craving; Dipendenza da nicotina; Theta Burst; TBS; fMRI; inibizione; cognizione; sham
Testata scientifica:
Frontiers in Psychiatry
Nota:
Studio dove i partecipanti sono suddivisi in due gruppi randomizzati e sottoposti alla TBS in corrispondenza dell'area rIFG (giro inferiore frontale destro) in due sedute differenti: una iTBS ed una cTBS, in modo controbilanciato. Il protocollo iTBS prevede una durata totale di 190 s dove il soggetto riceve stimolazioni sulla rIFG (una serie di triplette di burst a 5 Hz, 10 impulsi/s, 10 impulsi/treno, 20 treni, 10.0 s intervallo intertreno; 80% Soglia Motoria, con stimolatore MagPro R30) con il coil a farfalla (Coil Cool B65 A/P). Il protocollo cTBS prevede una durata totale di 34 s dove il soggetto riceve stimolazioni sulla rIFG (una serie di triplette di burst a 6 Hz, 18 impulsi/s, 600 impulsi/treno, 1 s intervallo intertreno; 80% Soglia Motoria, con stimolatore MagPro R30) con il coil a farfalla (Coil Cool B65 A/P). I risultati di questo studio confermano che la TBS può essere utilizzata per modulare secondo parametri definiti il controllo inibitorio tra i fumatori dipendenti dalla nicotina. In particolare, i risultati di questo studio hanno rivelato che l'iTBS sul r.IFG migliora significativamente il controllo inibitorio, mentre la cTBS sul r.IFG attenua significativamente il controllo inibitorio. Le relazioni esistenti in letteratura sull'utilizzo della stimolazione cerebrale per modulare la funzione esecutiva si sono concentrate principalmente sulla stimolazione della DLPFC di sinistra. Tuttavia, ci sono prove schiaccianti che il r.IFG (PFC ventrolaterale) sia un nodo corticale critico nella rete responsabile dell'invio di segnali di "arresto" relativi a una risposta motoria preponderante.
DOI:
10.3389/fpsyt.2020.00260

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