Right inferior frontal gyrus and ventromedial prefrontal activation during response inhibition is implicated in the development of PTSD symptoms Translated title: La activación del giro frontal inferior derecho y la corteza prefrontal ventromedial durante la inhibición de la respuesta está implicada en el desarrollo de síntomas de TEPT Translated title: PTSD 症状发展中涉及反应抑制期间的右侧额下回和腹内侧前额叶激活

ABSTRACT

Background

Inhibition is a critical executive control process and an established neurobiological phenotype of PTSD, yet to our knowledge, no prospective studies have examined this using a contextual cue task that enables measurement of behavioural response and neural activation patterns across proactive and reactive inhibition.

Objective

The current longitudinal study utilised functional magnetic resonance imaging (fMRI) to examine whether deficits in proactive and reactive inhibition predicted PTSD symptoms six months after trauma.

Method

Twenty-three (65% males) medical patients receiving emergency medical care from a level 1 trauma centre were enrolled in the study and invited for an MRI scan 1-2-months post-trauma. PTSD symptoms were measured using self-report at scan and 6-months post-trauma. A stop-signal anticipation task (SSAT) during an fMRI scan was used to test whether impaired behavioural proactive and reactive inhibition, and reduced activation in right inferior frontal gyrus (rIFG), ventromedial prefrontal cortex (vmPFC), and bilateral hippocampus, were related to PTSD symptoms. We predicted that lower activation levels of vmPFC and rIFG during reactive inhibition and lower activation of hippocampus and rIFG during proactive inhibition would relate to higher 6-month PTSD symptoms.

Results

No significant associations were found between behavioural measures and 6-month PTSD. Separate linear regression analyses showed that reduced rIFG activation ( F _1,21=  9.97, R ²=  .32 , p = .005) and reduced vmPFC activation ( F _1,21=  5.19, R ²=  .20, p = .03) significantly predicted greater 6-month PTSD symptoms; this result held for rIFG activation controlling for demographic variables and baseline PTSD symptoms (β = −.45, p = .04) and Bonferroni correction.

Conclusion

Our findings suggest that impaired rIFG and, to a lesser extent, vmPFC activation during response inhibition may predict the development of PTSD symptoms following acute trauma exposure. Given the small sample size, future replication studies are needed.

HIGHLIGHTS

Impaired inhibition may be an important risk factor for the development of PTSD following trauma, with less right inferior frontal gyrus and ventromedial prefrontal cortex activation during response inhibition predicting PTSD development.

Translated abstract

Antecedentes: La inhibición es un proceso de control ejecutivo crítico, y un fenotipo neurobiológico establecido del TEPT, sin embargo, en nuestro conocimiento no hay estudios prospectivos que hayan examinado esto usando una tarea con claves contextuales que permita medir la respuesta conductual y los patrones de activación neuronal en la inhibición proactiva y reactiva.

Objetivo: El siguiente estudio es de diseño longitudinal y utilizó resonancia magnética funcional (fMRI por sus siglas en inglés) para examinar si los déficit en inhibición proactiva y reactiva predijeron los síntomas de TEPT 6 meses después del trauma.

Método: 23 pacientes (65% hombres) que recibieron cuidado médico de emergencia en un centro de trauma nivel 1 se enrolaron en el estudio y se les invitó a una RNM (resonancia nuclear magnética) 1–2 meses después del trauma. Los síntomas de TEPT se midieron usando auto-reporte al momento de la exploración y 6 meses después del trauma. Se uso una tarea de anticipación de señal de parada (SSAT por sus siglas en inglés) durante la RNM funcional para evaluar si la alteración en la inhibición proactiva y reactiva, y la reducción de la activación en el giro frontal inferior derecho (rIFG por sus siglas en inglés), la corteza prefrontal ventromedial (vmPFC por sus siglas en inglés), y el hipocampo bilateral, estuvieron relacionadas a los síntomas de TEPT. Predijimos que niveles bajos de activación de vmPFC y rIFG durante la inhibición proactiva se relacionaría con mayores síntomas de TEPT a los 6 meses.

Resultados: No se encontraron asociaciones significativas entre medidas conductuales y TEPT a los 6 meses. Los análisis de regresión lineal separados mostraron que una activación reducida de rIFG ( F _1,21  = 9.97, R ²  = .32 , p = .005) y una activación reducida de vmPFC ( F _1,21  = 5.19, R ²  = .20, p = .03) predijeron significativamente mayores síntomas de TEPT a los 6 meses; este resultado fue corroborado para la activación de rIFG controlando para variables demográficas y síntomas basales de TEPT (β = −.45, p = .04) y para la corrección de Bonferroni.

Conclusión: Nuestros hallazgos sugieren que una rIFG deficiente y, en menor grado, la activación del vmPFC durante la inhibición de la respuesta pueden predecir el desarrollo de síntomas de TEPT tras la exposición a un trauma agudo. Dado lo pequeño de la muestra, se requieren futuros estudios de replicación.

Translated abstract

背景：抑制是一个关键的执行控制过程和 PTSD 既定神经生物学表型，但据我们所知，没有前瞻性研究使用能够测量主动和反应抑制行为反应和神经激活模式的上下文提示任务来考查这一点.

目的：本纵向研究利用功能性磁共振成像 (fMRI) 来考查主动和反应抑制不足是否可以预测创伤后六个月的 PTSD 症状.

方法：23 名（65% 男性）从 1 级创伤中心接受紧急医疗护理的内科患者参加了研究，并在创伤后 1–2 个月被邀请进行了一项 MRI 扫描。在扫描时和创伤后 6 个月使用自我报告测量了 PTSD 症状。使用 fMRI 扫描期间的停止信号预期任务 (SSAT) 来检验是否受损的行为主动和反应抑制，以及右侧额下回 (rIFG)、腹内侧前额叶皮层 (vmPFC) 和双侧海马的激活减少是否与PTSD 症状相关。我们预测，在反应抑制期间 vmPFC 和 rIFG 的较低激活水平以及在主动抑制期间较低的海马和 rIFG 激活水平与6 个月时较高的 PTSD 症状有关.

结果：在行为测量和 6 个月 PTSD 之间没有发现显著关联。单独的线性回归分析表明，减少的 rIFG 激活 (F _1,21 = 9.97, R ² = .32, p = .005) 和减少的 vmPFC 激活 (F _1,21 = 5.19, R ² = .20, p = .03) 显著预测更高的6个月时PTSD症状；这一结果在控制人口统计变量和基线 PTSD 症状 (β = −.45, p = .04) 和 Bonferroni 校正后对于 rIFG 激活仍成立.

结论：我们的研究结果表明，在反应抑制期间受损的 rIFG 和较小程度的 vmPFC 激活可能预测急性创伤暴露后 PTSD 症状的发展。鉴于样本量小，未来需要进行重复研究.