High-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation to the cerebellum and implicit processing of happy facial expressions

High-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation to the cerebellum and implicit processing of happy facial expressions

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J Psychiatry Neurosci 2009;34(1):60-5

Dennis J.L.G. Schutter, PhD; Dorien Enter, MSc; Sylco S. Hoppenbrouwers, MSc

From the Department of Experimental Psychology, Helmholtz Institute, Utrecht University, Utrecht, The Netherlands

Abstract

Background: Previous research has demonstrated that the cerebellum is involved in emotive and cognitive processes. Furthermore, recent findings suggest high-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) to the cerebellum has mood-improving properties. We sought to further explore the effects of cerebellar high-frequency rTMS on implicit processing of emotional stimuli and mood.

Methods: In a double-blind, crossover study, 15 healthy volunteers received 15 minutes of 20 Hz (5 s on, 5 s off) rTMS over the medial cerebellum, occipital cortex or sham in a randomized counterbalanced order on 3 consecutive days. A masked emotional faces response task measured implicit emotional processing of happy, fearful and neutral facial expressions. We used positive and negative affect scales to evaluate rTMS-related changes in mood.

Results: High-frequency rTMS over the cerebellum was associated with significant increases in masked emotional responses to happy facial expressions only. We observed no changes in consciously experienced mood.

Limitations: Although the sham rTMS served as our baseline measurement, additional pre-rTMS data showing that reaction time increases immediately after cerebellar rTMS would have made our results more compelling.

Conclusion: The results replicate and extend previous findings by establishing a direct relation between the cerebellum and emotive information-processing. The parallel between the present effects of high-frequency cerebellar rTMS and short-term antidepressant therapy regarding the change in implicit processing of positive stimuli in the absence of mood changes is notable and warrants further research.

Résumé

Contexte : Des recherches antérieures ont démontré que le cervelet joue un rôle dans les processus émotionnels et cognitifs. De récentes découvertes permettent également de penser que la stimulation magnétique transcrânienne répétitive (SMTr) de haute fréquence appliquée au cervelet exercerait des effets positifs sur l’humeur. Nous avons voulu explorer plus en profondeur les effets de la SMTr sur le cervelet, sur le traitement implicite des stimuli émotionnels et sur l’humeur.

Méthodes : Dans le cadre d’une étude à double insu avec permutation des groupes, 15 volontaires en bonne santé ont reçu 15 minutes de SMTr à 20 Hz (stimulation 5 s, arrêt 5 s) au niveau de la partie médiane du cervelet ou du cortex occipital, ou une stimulation simulée, en séquences randomisées contrebalancées, 3 jours consécutifs. Un test masqué de décodage de l’émotion exprimée par des visages a permis de mesurer le traitement émotionnel implicite des expressions faciales heureuses, craintives et neutres. Nous avons utilisé des échelles d’évaluation des effets positifs et négatifs pour mesurer les changements de l’humeur liés à la SMTr.

Résultats : La SMTr de haute fréquence appliquée au cervelet a été associée à des augmentations significatives des réponses émotionelles masquées, mais uniquement des réponses aux expressions faciales heureuses. Nous n’avons observé aucun changement de l’humeur consciente.

Limites : Même si la SMTr simulée nous a servi de mesure de départ, d’autres données pré-SMTr montrant que le temps de réaction augmente immédiatement après l’application de la SMTr au cervelet auraient donné plus de poids à nos résultats.

Conclusion : Les résultats reproduisent et élargissent les conclusions antérieures en établissant un lien direct entre le cervelet et le traitement émotionnel de l’information. Le parallèle entre les effets actuels de l’application de la SMTr de haute fréquence au cervelet et le traitement antidépresseur à court terme, en ce qui a trait à une modification du traitement implicite des stimuli positifs en l’absence de labilité de l’humeur, est notable et justifie que l’on approfondisse la recherche.


Competing interests: None declared.

Submitted Jan. 3, 2008; Revised May 7, Aug. 21, 2008; Accepted Aug. 22, 2008

Contributors: Dr. Schutter designed the study. Dr. Schutter and Mr. Hoppenbrouwers analyzed the data and wrote the article. All authors acquired the data, reviewed the article and gave final approval for publication.

Acknowledgements: This work was supported by an Innovational Research Grant (VENI 451-04-070) from the Netherlands Organization for Scientific Research.

Correspondence to: Dr. D.J.L.G. Schutter, Experimental Psychology, Helmholtz Institute, Utrecht University, Heidelberglaan 2, 3584CS Utrecht, The Netherlands; fax 31 30 253 4511; d.schutter@uu.nl