Device-Based Modulation of Neurocircuits as a Therapeutic for Psychiatric Disorders

Annual Review of Pharmacology and Toxicology - Tập 60 Số 1 - Trang 591-614 - 2020
Zhi‐De Deng1,2, Bruce Luber2, Nicholas L. Balderston3, Melbaliz Velez Afanador2, Michelle M. Noh2, Jeena Thomas2, William Altekruse2, Shannon Exley2, Shriya Awasthi2, Sarah H. Lisanby1,2
1Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, Duke University School of Medicine, Durham, North Carolina 27710, USA
2Noninvasive Neuromodulation Unit, Experimental Therapeutics and Pathophysiology Branch, National Institute of Mental Health, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland 20892, USA;
3Section on Neurobiology of Fear and Anxiety, National Institute of Mental Health, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland 20892, USA

Tóm tắt

Device-based neuromodulation of brain circuits is emerging as a promising new approach in the study and treatment of psychiatric disorders. This work presents recent advances in the development of tools for identifying neurocircuits as therapeutic targets and in tools for modulating neurocircuits. We review clinical evidence for the therapeutic efficacy of circuit modulation with a range of brain stimulation approaches, including subthreshold, subconvulsive, convulsive, and neurosurgical techniques. We further discuss strategies for enhancing the precision and efficacy of neuromodulatory techniques. Finally, we survey cutting-edge research in therapeutic circuit modulation using novel paradigms and next-generation devices.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1016/j.biopsych.2018.11.011

10.1038/nn.4419

10.1176/appi.ajp.2010.09091379

10.1016/j.biopsych.2016.08.030

10.1523/JNEUROSCI.3174-17.2018

10.1016/j.neuron.2011.12.014

10.1016/j.biopsych.2007.01.018

10.1162/netn_a_00056

10.3389/fnint.2012.00123

10.1016/j.jad.2008.04.027

10.1016/j.biopsych.2005.10.025

10.1037/0021-843X.100.4.535

10.1523/JNEUROSCI.1856-10.2010

10.1038/386824a0

10.1038/79871

10.1016/S0006-3223(01)01280-X

10.1016/j.neuron.2005.02.014

10.1016/j.biopsych.2010.09.034

10.1016/S2215-0366(17)30371-1

10.1038/mp.2017.59

10.1038/nbt.4200

10.1016/j.cell.2018.10.005

10.1016/j.neuroimage.2009.11.001

10.1016/S2215-0366(15)00579-9

10.1038/nm.4246

10.1016/j.bpsc.2019.04.013

Dunlop BW, 2014, Dialogues Clin. Neurosci., 16, 479, 10.31887/DCNS.2014.16.4/bdunlop

10.1016/j.biopsych.2017.10.028

10.1097/YCT.0000000000000551

10.1016/j.psychres.2009.04.004

10.1176/appi.ajp.2018.17121358

10.1080/09540261.2017.1305949

10.1016/j.nurt.2008.10.039

10.1016/j.biopsych.2012.11.031

10.1176/ajp.2006.163.11.1905

10.1007/s11920-007-0061-3

10.1038/nrd.2018.222

10.1016/j.brat.2014.07.011

10.1017/S0033291710000309

10.1016/j.jpain.2013.07.020

10.1016/j.pscychresns.2013.08.012

10.1016/j.biopsych.2012.07.026

10.3389/fpsyt.2015.00074

10.1176/appi.ajp.2016.16050518

10.1001/jamapsychiatry.2013.234

10.1016/j.tics.2017.04.006

10.1146/annurev-clinpsy-032816-045209

10.1016/j.nlm.2016.01.001

10.1101/lm.1027208

10.1038/npp.2015.161

10.1038/35021052

10.1523/JNEUROSCI.0735-14.2015

10.3389/fnmol.2014.00061

10.1038/srep08863

10.1371/journal.pone.0129393

10.1016/j.cub.2016.08.022

10.1016/j.biopsych.2014.03.008

10.3389/fpsyg.2019.00213

10.1124/pr.116.013649

10.1001/archgenpsychiatry.2009.75

Vuksan Cusa B, 2018, J. ECT, 34, 31, 10.1097/YCT.0000000000000463

10.1176/appi.ajp.2014.13060787

10.1001/2013.jamapsychiatry.32

10.1016/j.clinph.2014.08.028

10.5665/sleep.2712

10.1016/j.neuroimage.2016.12.083

10.1097/YCT.0000000000000545

10.1016/j.pnpbp.2018.10.006

10.1038/s41386-019-0401-0

10.1146/annurev.bioeng.9.061206.133100

10.1016/S0006-3495(78)85490-3

10.1152/jn.00989.2003

10.1113/jphysiol.2003.055772

10.1113/jphysiol.2012.247171

10.1038/nn.3751

10.1152/jn.01230.2004

10.1016/j.clinph.2016.08.016

10.1016/j.cub.2011.05.049

10.1016/j.clinph.2017.01.003

10.3389/neuro.07.014.2009

10.1126/science.1117256

10.1073/pnas.0702495104

10.1016/j.neuroimage.2013.06.007

10.1371/journal.pone.0032508

10.1038/ncomms14413

10.1016/j.pneurobio.2010.10.003

10.1016/j.brs.2017.12.008

10.1007/s10548-009-0115-4

10.1016/j.brs.2009.10.005

10.1016/j.brs.2008.11.002

10.1126/science.1252900

10.1038/361031a0

10.1016/j.brs.2016.10.001

10.1016/j.brs.2016.08.014

10.1016/j.brainres.2003.09.009

10.1007/s00221-008-1356-2

10.1016/j.neuron.2004.12.033

10.1016/j.brs.2008.06.006

10.1111/j.1399-5618.2006.00291.x

10.1017/S1461145707007833

10.1192/bjp.bp.111.097634

10.1017/S0033291711003059

10.1016/j.brs.2017.10.011

10.1016/j.brs.2018.12.977

10.1038/s41398-019-0439-0

10.1038/s41467-018-08183-w

10.1073/pnas.1815958116

10.1038/s41467-017-01045-x

10.1016/j.biopsych.2013.10.024

10.1088/1741-2552/aaa505

10.1016/j.brs.2017.09.010

10.1016/j.jad.2019.02.039

10.1016/j.brs.2015.05.005

10.1111/ner.12914

10.1176/appi.ajp.2017.16090996

10.1016/j.biopsych.2014.01.023

10.1016/j.brs.2017.09.004

10.1016/j.brs.2012.02.005

10.1016/j.brs.2018.03.014

FDA (Food Drug Admin.), 2018, Neurological devices; Reclassification of electroconvulsive therapy devices; effective date of requirement for premarket approval for electroconvulsive therapy devices for certain specified intended uses

10.4088/JCP.v65n0406

Kellner CH., 2015, Psychiatric Times

Sackeim HA, 1983, Biol. Psychiatry, 18, 1301

10.1097/YCT.0000000000000129

10.1016/0165-0327(96)00066-3

10.1007/s10548-012-0256-8

10.1016/j.biopsych.2018.05.017

10.1088/1741-2560/8/1/016007

10.1038/sj.npp.1300229

10.1017/S146114570500578X

10.1192/bjp.bp.107.044362

10.1038/sj.npp.1300293

10.1016/j.pscychresns.2012.08.003

10.1016/j.biopsych.2008.08.029

10.1136/jnnp-2017-317082

10.1016/j.biopsych.2005.05.025

10.1016/S0006-3223(01)01343-9

10.1016/j.brs.2012.09.013

O'Reardon JP, 2006, Psychiatry, 3, 54

10.4088/JCP.v66n0902

10.1097/JCP.0b013e31803308f3

10.3389/fpsyt.2018.00020

Kopell BH, 2011, Neurosurgery, 69, 1015, 10.1227/NEU.0b013e318229cfcd

10.1002/da.22556

10.1016/j.biopsych.2009.08.021

10.1016/S0006-3495(92)81587-4

10.1016/j.cell.2017.05.024

10.1038/s41467-018-02928-3

Wang B, Aberra AS, Grill WM, Peterchev AV. 2018. Computational exploration of stimulation mechanism of temporally interfering electric fields. Paper presented at the Carolina Neurostimulation Conference, Chapel Hill, NC, May 21–23

10.1038/s41598-018-28320-1

10.1016/j.conb.2018.04.011

10.1038/nn.3620

10.1016/j.neuron.2019.01.019

10.7554/eLife.40541

10.1021/acs.nanolett.6b03517

10.1016/j.neuron.2018.10.042

10.1016/j.brs.2017.11.016

10.3389/fnins.2018.00175

10.1111/nyas.12742

10.1016/j.conb.2014.08.015