Funkční změny mozku doprovázejí modulační účinky transkraniálního přímého proudu v kognitivním poškození

Vzhledem k tomu, že registrace Apriori nebyla provedena před zahájením studie a všichni účastníci již podstoupili intervenci TDCS, vyšetřovatelé tímto před dokončením projektu předkládají protokol studie retrospektivně. Tato studie byla provedena na Národním institutu duševního zdraví a neurovědek (Nimhans) v Bengaluru v Indii, se souhlasem Institucionální etické komise Nimhans.

Vzorek studie: Všichni účastníci souhlasu obou pohlaví (věkové rozmezí: 55 - 84 let) Splňování kritérií pro zařazení a vyloučení (viz níže), kteří se do této studie účastnili ambulantních služeb a ambulantních služeb na základě jejich podpisovaných domněnek. Pouze jednotlivci s praváky byli přijati podle hodnocení pomocí inventáře Edinburgh HandEdness Inventory (EHI). Účastníci byli prověřeni, aby se zajistilo, že byli přijati pouze ti s optimální sluchovou a zrakovou ostrostí. Klinické diagnózy MCI a mírné AD vytvořené klinickými lékaři v GCS v Nimhans byly potvrzeny pomocí diagnostického kritéria Asociace Alzheimerovy asociace (NIA -AA) a hodnocení CDR] (CDR] (CDR] (CDR] (CDR skóre 0,5 pro MCI a 1). Z této studie byli vyloučeni účastníci se skóre CDR nad 1. Mezi další kritéria vyloučení patřila souběžné zdravotní stavy, jako je hypotyreóza, hyperkalcémie, nedostatek vitamínu B12, nekontrolovanou hypertenzi a diabetes, neurosyfilis, normální tlak hydrocefalus, subdurální hematom atd., Které vyžadují iniciaci lékařských/chirurgických zásahů a titrací; První existující hlavní psychiatrická a neurologická onemocnění, jako jsou poruchy spektra schizofrenie, bipolární afektivní porucha, velká depresivní porucha, obsedantně-kompulzivní porucha, závislost na látce, porucha intelektuálního postižení, nemoc a související poruchy a příbuzné poruchy hlavy; a současné použití antipsychotik, antidepresiv a benzodiazepinů. Čtyřicet pacientů (19 MCI a 21 mírných AD) souhlasilo s účastí na studii a dokončilo intervenční protokol TDCS, který zahrnoval denní 20minutové relace TDCS po dobu 10 dnů. Všichni účastníci podstoupili podrobná neuropsychologická hodnocení, funkční magnetickou rezonanci rezonance v klidovém stavu (RSFMRI), funkční magnetickou rezonanci založenou na úkolu (TBFMRI) a také klidovou magnetoencefalografii stavu (RSMEG) po intervenci TDCS.

Neuropsychologická baterie pro seniory (NNB-E): Tato baterie zahrnuje testy epizodické paměti, výkonné funkce, pozornost, visuospatiální funkce a parietální ohniskové znaky a pro správu a skóre vyžaduje 1,5 hodiny. Hodnocení byla prováděna na výchozím stavu (před TDC) a po dokončení poslední relace TDCS (po TDDC). Tato hodnocení pre- a po TDCS byla prováděna způsobem, který zabránil stejnému výzkumníkovi v obou testech pro konkrétního účastníka. Osoba provádějící hodnocení po TDCS byla navíc slepá vůči výsledkům předběžného hodnocení. Pro hodnocení pre-a po TDCS účastníka byly použity dvě různé formy, aby se zabránilo praktickým účinkům. Byl proveden test Shapiro Wilk, aby se zkontroloval rozdělení normality rozdílů mezi skóre pre- a po TDCS pro každý subtest (n = 26) NNB-E. V souladu s tím byly provedeny párové t-testy a Wilcoxon podepsané pořadové testy pro normálně a neobvyklé skóre subtestu, aby se hledaly významné účinky intervence TDCS.

Zobrazování magnetickou rezonance (MRI): MRI byly získány na skeneru 32-kanálového fázovaného kojeviště 32-kanálového prvotřídního kojence na 32kanálovou fázovou hlavu. Během akvizice RS-FMRI byli účastníci instruováni, aby zůstali fyzicky a psychicky uvolněni s otevřenými očima a nezaměřili se na nic konkrétního. Tyto funkční MR obrázky odpovídající každému účastníkovi byly vizuálně prozkoumány na artefakty související s skenerem nebo akvizicí. Data RS-FMRI jednoho účastníka z každého účastníka z MCI a mírných AD skupin vykazovala více než 5% změnu intenzity ve dvou po sobě jdoucích objemech, což ukazuje na špatnou kvalitu funkčních obrazů v důsledku pohybových artefaktů ověřených derivátem střední čtvercové rozptyly nad voxely (DVAR). Po vyloučení pre- i post-RSFMRI skenů těchto dvou účastníků byly dále analyzovány údaje zbývajících 38 účastníků (n = 18 ve skupině MCI a n = 20 v mírné AD skupině). Semeno pro funkční konektivitu stavu klidového stavu semen-voxel (S2V-RSFC) bylo nastaveno za použití Harvardova kortikálního atlasu, jako levého středního čelního gyru (LMFG), odpovídající levému DLPFC, místa anodálních TDC. Analýza mezi intervencí pre- a po TDCS byla provedena pomocí sférické masky LMFG jako „semene“ a celého objemu mozku pro „voxels“. Byly implementovány dvoustranné parametrické statistiky pro získání výsledků pomocí prahové hodnoty rozsahu na úrovni shluku (korigovaný P-FDR) s prahem voxel při p <0,001 (p-nekorizovaný) a shlukovou prahovou hodnotu při p <0,05 (P-korigované).

Pro získání TB-FMRI bylo použito nové epizodické paradigma paměti. V úloze náhodného kódování byli účastníci instruováni v každém pokusu, aby pomocí tlačítka stiskli, zda prezentované vizuální obrazy mají živé nebo neživé objekty. V úloze úmyslného vyhledávání bylo instrukcí pro každou zkoušku označit pomocí stisknutí tlačítka, zda byly prezentované vizuální obrazy vidět dříve (paměťové obrázky, MI) nebo nebyly vidět dříve (ne-pamětní obrázky, NMI). Optimální počet pokusů pro úlohu náhodného kódování (živé objekty: 55; neživé předměty: 55; fixační kříž: 56) a úmyslný úkol vyhledávání (obrazy paměti, MI: 55; ne-pamětní obraz, NMI: 55; fixační kříž: 56) bylo odhadnuty pomocí FMRI stimulátoru pro každý ze dvou pokusů pro každý ze dvou Tass, které byly odhadovány dva ze dvou Tass pro každý ze dvou Tass. Byli analyzováni pouze účastníci vykazující více než 60% přesnost výkonu na náhodném kódování a úmyslném vyhledávání. Úkoly založené na fMRI dat před zpracováním a analýzou zbývajících účastníků s časným AD (n = 30; MCI = 15, mírné AD = 15) byly provedeny pomocí nástroje pro expertní analýzu fMRI (FEC) verze 6.00 knihovny softwaru FMRIB (FSL), přičemž byla implementována vysoce kvalitní analýza modelu FMRI. Z (gaussianizovaný T/F) statistické obrazy byly prahovány neparametricky pomocí shluků určených z> 2,3 a korigovaným prahem významnosti clusteru p = 0,05.

Magnetoencefalografie (MEG): Data pre- a po RSMEG byla získána pomocí skeneru ELEKTA Neuromag® Triux ™ Meg. Dva účastníci (1 ve vzorku MCI a 1 ve vzorku mírného AD) se rozhodli z účasti na akvizici MEG a čtyři účastníci (3 ve vzorku MCI a 1 v mírném vzorku AD) se nezúčastnili skenování po meg; Data MEG zbývajících účastníků s časnou AD (n = 34; MCI = 15, mírný AD = 19) byla dále předběžně zpracována. Očitné oči uzavřené záznamy MEG byly provedeny v poloze sezení využívající následující protokol: vzorkovací frekvence 2000 Hz, záznam prázdné místnosti = 2 minuty, MEG v klidovém stavu = 15 minut. Data EEG byla získána současně, aby se zajistilo, že účastníci byli během nahrávání ostražití a uvolněni. Pro odstranění srdce, svalu a očních artefaktů byly získány elektrokardiogram (EKG), elektromyografie (EMG) a elektrookulogram (EOG). Kontrola kvality (QC) dat MEG byla provedena pomocí MaxFiltertm (Ver 2.2), vestavěného softwaru pro systém EKKTA/Neuromag. Potlačení interference v důsledku environmentálních a periodických artefaktů bylo provedeno pomocí metody Spatiotemporálního signálu (TSSS). Pomocí Welchovy metody byla provedena analýza výkonu spektra na 5 minutách záznamu MEG bez artefaktů. Hodnoty hustoty výkonového spektra (PSD) pro nervové oscilace pokrývaly kanonické frekvenční pásky [delta (2-4 Hz), Theta (4-8 Hz), alfa (8-12 Hz), beta (13-30 Hz), gama (30-60 Hz) a Gamma2 (60-90 Hz)]. Byl proveden párový t-test mezi hodnotami pre- a post-TDCS normalizovaného PSD, což je korekce pro více [permutační testování (1000 randomizací), metoda Monte Carlo] (korigovaná FDR), což kontroluje čas a frekvenci.

Závislost mezi fází nízkofrekvenčních oscilací (FP) a amplitudou vysokofrekvenčních rytmů (FA) byla kvantifikována pomocí vazby fázové amplitudy (PAC). Síla vazeb pro každého účastníka byla odhadnuta pomocí časově rozlišeného PAC (TPAC), který ukazuje nejméně relativní chybu. TPAC byl odhadnut vyhledáváním oscilace FP s nejsilnějším Pac až FA Bursts, v časovém okně, které sklouzne na vstupních meg datech. Pro analýzu byla použita desetisekundová délka epochy a vzhledem k tomu, že pás FP byl mezi 4-8 Hz, byly vybrány tři plné cykly pásma FP pro produkci posuvné délky okna 0,75 sekundy. Průměrné komodulogramy byly extrahovány pomocí map TPAC všech pacientů s MCI (n = 15) a mírnou AD (n = 19) v levé entorhinální kůře, která hraje rozhodující roli v epizodické paměti a je zranitelná vůči časné patofyziologii v AD. Mimo tento software byl proveden párový t-test s použitím MATLAB® (https://www.mathworks.com), aby se zjistil významný (FDR korigovaný P <0,05) rozdíl ve vazbě mezi fází nízkých frekvencí (4-8 Hz) a amplituda vysokých frekvencí (30-90 Hz) pro vícenásobné srovnání v čase a frekvenci.