Acute effects of repetitive transcranial magnetic stimulation on attentional control are related to antidepressant outcomes

Acute effects of repetitive transcranial magnetic stimulation on attentional control are related to antidepressant outcomes

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J Psychiatry Neurosci 2009;34(2):119-26

Marie-Anne Vanderhasselt, PhD; Rudi De Raedt, PhD; Lemke Leyman, MSc; Chris Baeken, MD

Vanderhasselt, De Raedt, Leyman — Department of Psychology, Ghent University, Ghent; Baeken — Department of Psychiatry, University Hospital Brussels (UZ Brussel), Brussels, Belgium

Abstract

Background: Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) applied over the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) is a new treatment procedure that holds promise of more insight into the pathophysiology of depression because the DLPFC may play an important role in the interplay between emotional and attentional information processing. We sought to investigate whether acute neurocognitive effects of rTMS are related to antidepressant outcomes.

Methods: Between January 2005 and May 2007, we examined the effects of a single session compared with 2 weeks of rTMS over the left DLPFC on cognition and mood in therapy-resistant patients with depression. We used a crossover placebo-controlled double-blind design and differentiated rTMS treatment responders and nonresponders. We used a task-switching paradigm to measure cognitive function.

Results: After 2 weeks of high-frequency rTMS over the left DLPFC, depressive symptoms improved in more than half (53%) of our therapy-resistant population. After a single session, mood did not improve but attentional control was increased solely within our group of treatment responders.

Limitations: Our results should be interpreted as preliminary because our sample was small and because the cognitive task we used has not been tested for validity and reliability. In addition, despite minimal stimulation of the DLPFC during sham stimulation, it is possible that the stiumlation was partially active. Finally, benzodiazepines may have had impairing effects on the attentional task.

Conclusion: Cognitive reactivity after a single session of rTMS may hold promise as a predictor of beneficial treatment outcomes. Moreover, within the group of responders, attentional control appears to play an important role in the progress of mood disorders.

Résumé

Contexte : La stimulation magnétique transcrânienne répétitive (SMTr) appliquée au niveau du cortex préfrontal dorsolatéral (CPFDL) est une nouvelle modalité thérapeutique qui recèle la promesse d’un meilleure compréhension de la physiopathologie de la dépression, parce que le CPFDL pourrait jouer un rôle important dans l’interaction entre le traitement de l’information émotionnelle et attentionnelle. Nous avons voulu vérifier si les effets neurocognitifs de la SMTr sont liés à des résultats antidépresseurs.

Méthodes : Entre janvier 2005 et mai 2007, nous avons comparé les effets d’une seule séance à ceux de 2 semaines de traitement par SMTr appliqué au niveau du CPFDL gauche sur la cognition et l’humeur chez des patients dépressifs réfractaires au traitement. Nous avons utilisé un protocole à double insu contrôlé par placebo avec permutation des groupes pour distinguer les participants répondant à la SMTr de ceux n’y répondant pas. Nous avons utilisé un paradigme de changement de tâches pour mesurer le fonctionnement cognitif.

Résultats : Après 2 semaines de traitement par SMTr à haute fréquence, appliqué au niveau du CPFDL gauche, les symptômes dépressifs se sont améliorés chez plus de la moitié (53 %) de notre population réfractaire au traitement. Après une seule séance, l’humeur ne s’est pas améliorée, mais le contrôle de l’attention avait augmenté, et ce, uniquement dans notre groupe répondant au traitement.

Limites : Nos résultats doivent être considérés comme préliminaires puisque notre échantillon était petit et que la tâche cognitive utilisée n’a pas fait l’objet de tests de validité et de fiabilité. En outre, malgré le faible degré de stimulation du CPFDL pendant la stimulation factice, il est possible que cette dernière ait été partiellement active. En terminant, les benzodiazépines peuvent avoir eu des effets négatifs sur l’exécution de la tâche attentionnelle.

Conclusion : La réactivité cognitive après une simple séance de SMTr pourrait se révéler prometteuse à titre de prédicteur des effets bénéfiques du traitement. De plus, dans le groupe ayant répondu au traitement, le contrôle de l’attention semble jouer un rôle important dans la progression des troubles de l’humeur.


Competing interests: None declared.

Submitted Nov. 7, 2007; Revised Mar. 26, Jun. 9, 11, 2008; Accepted Jun. 12, 2008

Contributors: All authors contributed to the study design and review of the article and all gave final approval for publication. Drs. Vanderhasselt, Leyman and Baeken acquired the data. Drs. Vanderhasselt and De Raedt analyzed the data and wrote the article.

Acknowledgements: This research was supported by a grant from the Scientific Fund W. Gepts UZ-Brussels and funded by Grant BOF-01J08107 from Ghent University. The authors would like to thank Mark Moens and Marc Vercauteren for the development of the computer version of the task-switching paradigm (www.subliemservice.be). The authors also wish to acknowledge the contribution of Prof. Hugo D’haenen for his assistance with the design of the study and the recruitment of the sample of depressive patients and to express our sorrow at his death.

Correspondence to: Dr. M.-A. Vanderhasselt, Department of Psychology, Ghent University, Henri Dunantlaan 2, B-9000 Ghent, Belgium; fax 3292646489; MarieAnne.Vanderhasselt@UGent.be