Heart rate modulation and clinical improvement in major depression: A randomized clinical trial with accelerated intermittent theta burst stimulation

Wilkening, J.; Jungeblut, H. M.; Adamovic, I.; Belov, V.; Dechent, P.; Eicke, L.; Hansen, N.; Kozyrev, V.; Marten, L. E.; Muschke, Y.; Riemer, C.; Schnell, K.; Tura, A.; Wilke, M.; Witteler, F.; Wiltfang, J.; Wunderlich, A.; Zimmeck, V.; Zobott, A.; Schmidt-Samoa, C.; Erwin-Grabner, T.; Goya-Maldonado, R.

Abstract:

Intermittent theta burst stimulation (iTBS) is a promising noninvasive treatment for major depressive disorder (MDD), though significant variability exists in patient responses. This quadruple-blind, sham-controlled crossover randomized clinical trial investigated whether clinical improvement was influenced by the spatial selection of stimulation sites or early cardiac rhythm modulations. Seventy-five patients with MDD (33 women) were randomized to either personalized stimulation sites—identified via the strongest negative functional connectivity between the left dorsolateral prefrontal cortex and the default mode network—or fixed stimulation at the F3 position of the 10–20 EEG system. Electrocardiograms throughout stimulation monitored heart rate and its variability, focusing on heartbeat deceleration heart rate (RR) slope and changes in the root mean square of successive differences between heartbeats (RMSSD). Findings demonstrated that a higher RR slope within the first 45 s of stimulation predicted greater clinical improvement at 6 weeks, while a lower RMSSD change during the first 270 s correlated with improvement at 1 week. However, no significant differences in outcomes were observed between personalized and fixed stimulation sites. This study identified a significant relationship between early heart rhythm modulations and the antidepressant effects of accelerated iTBS in MDD. Although the spatial determination of stimulation sites did not enhance clinical improvement, iTBS-induced changes in cardiac rhythm during early sessions may develop into valuable biomarkers for stratifying patients, enabling more personalized and effective treatment strategies in the future.

Patologie/Applicazioni:

• Depressione
• Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS)
• Theta Burst

Anno:

2025

Tipo di pubblicazione:

Articolo

Parola chiave:

depressione maggiore; stimolazione magnetica transcranica; theta burst

Testata scientifica:

Genomic Press

Mese:

10

Nota:

Il presente studio quadruple-blind, sham-controlled e randomizzato rappresenta la più ampia indagine prospettica finora condotta sugli indicatori neurocardiaci e sugli approcci di personalizzazione spaziale nell’ambito della stimolazione intermittent theta burst per il trattamento della depressione maggiore, erogata mediante lo stimolatore magnetico MagPro X100 con bobina per doppio cieco (lato attivo e lato placebo). I risultati evidenziano un chiaro profilo di efficacia clinica dell’iTBS accelerata, documentato da una significativa riduzione dei punteggi MADRS nel corso delle sei settimane di follow-up, indipendentemente dal metodo di targeting. L’esito più rilevante emerso riguarda la modulazione precoce della frequenza cardiaca: un maggior coefficiente di decelerazione dell’intervallo RR nei primi 45 secondi di stimolazione si associa in modo significativo a un miglioramento clinico più marcato, suggerendo che la reattività neurocardiaca precoce rappresenti un potenziale biomarcatore predittivo della risposta terapeutica. L’assenza di differenze significative tra stimolazione personalizzata basata sulla connettività funzionale e targeting standard in F3 dimostra che l’approccio convenzionale mantiene un profilo terapeutico solido e comparabile. Nel complesso, lo studio sottolinea che l’integrazione di ECG online durante iTBS rappresenta un metodo affidabile, economico e immediatamente applicabile per migliorare la stratificazione dei pazienti e potenzialmente ottimizzare l’efficacia del trattamento. Le evidenze ottenute confermano quindi il valore clinico dell’iTBS accelerata e ne potenziano la prospettiva di personalizzazione tramite marcatori fisiologici precoci, aprendo la strada a un utilizzo più mirato e predittivo della neuromodulazione nella depressione maggiore.

DOI:

10.61373/bm025a.0113