Detekce a zlepšení abnormalit gama oscilace u poranění mozku souvisejících s výbuchem (DAGABBI)

Veteráni z nedávných konfliktů zažili vážné kognitivní a emocionální problémy vyplývající z vystavení výbuchům. Nedávná práce naznačuje, že kritickým faktorem v následcích expozice výbuchu je vzdálenost od výbuchu, spíše než přítomnost nebo nepřítomnost příznaků otřesu mozku. Expozice výbuchům ze vzdálenosti <10 m byla spojena s výrazně většími kognitivními a nervovými poruchami než expozice výbuchům ze vzdálenosti >10 m. Nervové koreláty poranění mozku souvisejícího s výbuchem jsou špatně pochopeny, protože dosud tomuto typu poranění mozku bylo věnováno jen malé zaměření výzkumu. Vyšetřovatelé navrhují použít oscilace v pásmu gama (30-100 Hz) elektroencefalogramu (EEG) k detekci a nápravě dysfunkce nervového okruhu související s poraněním výbuchem u veteránů. Bylo prokázáno, že oscilace v pásmu gama se podílejí na několika mozkových funkcích, včetně vizuálního vnímání, selektivní pozornosti, pracovní paměti, dlouhodobé paměti a kontroly motoru. Nedávné studie na zvířecích modelech spojily účinky traumatického poranění mozku s inhibičními interneurony exprimujícími parvalbumin (PV+), které jsou kritickým prvkem kortikálních obvodů, které generují gama oscilace. PV+ interneuronová dysfunkce je spojena s deficity vyvolaných gama oscilací a zvýšenou silou širokopásmového gama „šumu“, stejně jako s kognitivními deficity. Nedávno se také ukázalo, že stimulace PV+ interneuronů vzorovanými stimuly v pásmu gama může zlepšit funkci těchto interneuronů a také kognitivní funkce na zvířecích modelech neuropsychiatrických poruch. Vyšetřovatelé se proto domnívají, že gama oscilace a stimulace poskytují slibné cíle pro vyšetřování u veteránů, kteří trpí poraněním mozku souvisejícím s výbuchem. Vyšetřovatelé budou zkoumat aktivitu a stimulaci gama pásem u 50 veteránů, kteří budou rekrutováni ze skupiny účastníků VA Translačního výzkumného centra pro TBI a stresové poruchy (TRACTS) ve VA Boston Healthcare System.

• Cíl 1: Zhodnotit, zda jsou evokované gama deficity a zvýšený gama šum přítomny u jedinců vystavených blízkým (<10 m) vs. vzdáleným (>10 m) výbuchům. Vyšetřovatelé předpovídají, že evokovaná gama bude snížena ve výkonové a fázové synchronizaci, zatímco gama šum bude na síle vyšší, v Close ve srovnání s daleko výbuchovými skupinami.
• Cíl 2: Zjistit, zda abnormality gama oscilace spojené s blízkou expozicí výbuchu mohou být napraveny neinvazivní vzorovanou senzorickou stimulací v gama pásmu. Vyšetřovatelé budou provádět 6 minut sluchové stimulace v ustáleném stavu při 40 Hz. Vyšetřovatelé předpovídají, že gama kondicionování zvýší evokované gama oscilace vyvolané tóny na podmíněné vs. nepodmíněné frekvenci, zatímco gama šum bude snížen. Tyto efekty budou větší v Close ve srovnání s Dalekými výbuchovými skupinami.

Tento projekt má také 2 průzkumné cíle:

• 1) Prozkoumat, zda je výkon EEG v klidovém stavu v delta pásmu (1-4 Hz) zvýšen ve skupinách blízkých expozičním skupinám s dalekosáhlým výbuchem, protože výkon delta je zvýšen u jedinců, kteří prodělali mírné traumatické poranění mozku ve srovnání se zdravými kontrolami.
• 2) Vzhledem k tomu, že expozice výbuchu je spojena s deficitem bílé hmoty a PV+ interneuronové axony jsou myelinizovány, vyšetřovatelé budou zkoumat, zda gama abnormality korelují s deficity bílé hmoty, jak bylo posouzeno měřením difuzního tenzorového zobrazování (DTI) ve sluchové kůře, dostupné na databáze TRACTS.

Stručně řečeno, tento projekt se snaží posunout porozumění účinkům výbuchů na mozkové funkce u veteránů zkoumáním účinků výbuchu na nervové okruhy, které generují gama oscilace, a testováním, zda může nový typ neinvazivní stimulace mozku zlepšit funkci mozku u veteránů vystavených výbuchům. Pokud bude tento projekt úspěšný, mohl by vést k novým přístupům k detekci a nápravě účinků výbuchu na veterány a pomoci při jejich funkční obnově.