Kognitivní vylepšení prostřednictvím modelové a individualizované neurostimulace

Účelem tohoto výzkumu je porovnat účinky různých protokolů transkraniální elektrické stimulace (tES) na EEG a behaviorální markery spojené s pozorností a kognitivní kontrolou. Oba konvenční protokoly tES (tDCS, tACS) budou porovnány s přizpůsobenými stimulačními křivkami odvozenými z individualizovaného neurálního modelu celého mozku (MINDy) as periodami simulace nebo žádné stimulace.

Přístupy neinvazivní mozkové stimulace jsou velkým příslibem jako intervence ke zlepšení kognitivních a mozkových funkcí u lidí, a to jak u klinicky postižených, tak i zdravých mladých dospělých populací. Transkraniální elektrická stimulace, známá jako tES, se týká rodiny metod, které využívají levné technologie a zahrnují proudy nízké intenzity, které jsou bezpečné pro člověka a nesou minimální riziko vedlejších účinků nebo nežádoucích účinků. Konvenční přístupy, které využívají pevné stejnosměrné proudy (tDCS) nebo střídavé proudy s pevnou oscilační frekvencí (tACS), byly široce používány jako nástroj základního výzkumu i jako klinická intervence. Současná literatura však naznačuje, že tES může být účinnější, když je nasazen se stimulačními protokoly, které jsou: 1) personalizované (tj. respektující individuální rozdíly v anatomii a funkci mozku); a 2) informovaný pochopením mechanismů, které řídí dynamiku aktivace mozkové sítě a interakce.

Vyšetřovatelé použijí jednoskupinový design, ve kterém 60 zdravých mladých dospělých obdrží různé stimulační protokoly (plus dalších 10–12 přijatých během počáteční fáze pilotního testování), randomizovaných v rámci subjektu během kteréhokoli klidového stavu (cíle 1, 2 ) nebo stavy kognitivní úlohy (Cíl 3), zatímco mozková aktivita je monitorována elektroencefalografií (EEG). Během období záznamu EEG budou stimulační epochy náhodně promíchány s epochami falešné nebo žádné stimulace, přičemž účastníci budou maskováni podle stavu. Kromě toho budou konvenční stimulační protokoly (tDCS, tACS) porovnány s přizpůsobenými stimulačními křivkami odvozenými z individualizovaného neurálního modelu celého mozku.

Studie se bude skládat ze dvou sezení EEG+tES, z nichž každé bude trvat přibližně jednu hodinu a bude probíhat v různých dnech.

Výsledky budou hodnoceny z hlediska různých EEG markerů, včetně spektrální síly jak v místě stimulace, tak v cílových mozkových sítích spojených s pozorností a kognitivní kontrolou (frontoparietální [FPN] a sítě ve výchozím režimu [DMN]). Behaviorální výkon bude také hodnocen na dobře zavedené experimentální úloze (AX-CPT), která manipuluje s požadavky na pozornost a kognitivní kontrolu, pokud jde o klíčovou přesnost a výkonnostní indexy reakční doby.