Prefrontal reactivity to TMS perturbation as a toy model of mental health outcomes during the COVID-19 pandemic
Ruben Perellón-Alfonso,
María Redondo-Camós,
Kilian Abellaneda-Pérez,
Gabriele Cattaneo,
Selma Delgado-Gallén,
Goretti España-Irla,
Javier Solana Sánchez,
José M. Tormos,
Alvaro Pascual-Leone,
David Bartrés-Faz
Affiliations
Ruben Perellón-Alfonso
Faculty of Medicine and Health Sciences, and Institute of Neurosciences, University of Barcelona, Barcelona, Spain; Institute of Biomedical Research August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain
María Redondo-Camós
Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la UAB, Badalona, Barcelona, Spain; Universitat Autònoma de Barcelona, Bellaterra (Cerdanyola del Vallès), Spain; Fundació Institut d’Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol, Badalona, Barcelona, Spain
Kilian Abellaneda-Pérez
Faculty of Medicine and Health Sciences, and Institute of Neurosciences, University of Barcelona, Barcelona, Spain; Institute of Biomedical Research August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain; Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la UAB, Badalona, Barcelona, Spain
Gabriele Cattaneo
Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la UAB, Badalona, Barcelona, Spain; Universitat Autònoma de Barcelona, Bellaterra (Cerdanyola del Vallès), Spain; Fundació Institut d’Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol, Badalona, Barcelona, Spain
Selma Delgado-Gallén
Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la UAB, Badalona, Barcelona, Spain; Universitat Autònoma de Barcelona, Bellaterra (Cerdanyola del Vallès), Spain; Fundació Institut d’Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol, Badalona, Barcelona, Spain
Goretti España-Irla
Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la UAB, Badalona, Barcelona, Spain; Universitat Autònoma de Barcelona, Bellaterra (Cerdanyola del Vallès), Spain; Fundació Institut d’Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol, Badalona, Barcelona, Spain
Javier Solana Sánchez
Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la UAB, Badalona, Barcelona, Spain; Universitat Autònoma de Barcelona, Bellaterra (Cerdanyola del Vallès), Spain; Fundació Institut d’Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol, Badalona, Barcelona, Spain
José M. Tormos
Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la UAB, Badalona, Barcelona, Spain; Universitat Autònoma de Barcelona, Bellaterra (Cerdanyola del Vallès), Spain; Fundació Institut d’Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol, Badalona, Barcelona, Spain
Alvaro Pascual-Leone
Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la UAB, Badalona, Barcelona, Spain; Hinda and Arthur Marcus Institute for Aging Research and Deanna and Sidney Wolk Center for Memory Health, Hebrew Senior Life, Boston, MA, USA; Department of Neurology, Harvard Medical School; Boston, MA, USA; Corresponding author.
David Bartrés-Faz
Faculty of Medicine and Health Sciences, and Institute of Neurosciences, University of Barcelona, Barcelona, Spain; Institute of Biomedical Research August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain; Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la UAB, Badalona, Barcelona, Spain; Corresponding author.
Psychosocial hardships associated with the COVID-19 pandemic led many individuals to suffer adverse mental health consequences, however, others show no negative effects. We hypothesized that the electroencephalographic (EEG) response to transcranial magnetic stimulation (TMS) could serve as a toy-model of an individual's capacity to resist psychological stress, in this case linked to the COVID-19 pandemic. We analyzed data from 74 participants who underwent mental health monitoring and concurrent electroencephalography with transcranial magnetic stimulation of the left dorsolateral prefrontal cortex (L-DLPFC) and left inferior parietal lobule (L-IPL). Within the following 19 months, mental health was reassessed at three timepoints during lock-down confinement and different phases of de-escalation in Spain. Compared with participants who remained stable, those who experienced increased mental distress showed, months earlier, significantly larger late EEG responses locally after L-DLPFC stimulation (but not globally nor after L-IPL stimulation). This response, together with years of formal education, was significantly predictive of mental health status during the pandemic. These findings reveal that the effect of TMS perturbation offers a predictive toy model of psychosocial stress response, as exemplified by the COVID-19 pandemic.
