Efekty fotobiomodulace na konektivitu mozku a kognitivní funkce při kognitivním postižení (PBM-CogConnect)

Amnestická mírná kognitivní porucha (aMCI) je spojena s časnými narušeními rozsáhlých mozkových sítí, včetně sítě výchozího režimu (DMN), která často vykazuje neefektivní nebo abnormálně vysokou konektivitu u jedinců se zvýšeným rizikem Alzheimerovy choroby. Lidské studie zkoumající vliv transkraniální fotobiomodulace (t-PBM) na konektivitu DMN a kognitivní výkonnost u aMCI zůstávají omezené a jen málo kontrolovaných studií posoudilo interakční efekty Skupina × Čas. Tato studie byla navržena tak, aby zaplnila tuto mezeru vyhodnocením, zda t-PBM vyvolává měřitelné změny v klidové funkční konektivitě a kognitivních výsledcích v kombinaci s kognitivní rehabilitací.

Studie používá randomizovaný, sham-kontrolovaný, pretest-posttest design. Účastníci s aMCI byli náhodně rozděleni tak, aby dostávali buď aktivní t-PBM spárovanou s programem kognitivní rehabilitace, nebo sham t-PBM se stejnou kognitivní rehabilitací. Intervence byla aplikována v průběhu osmi sezení. Kognitivní hodnocení a skeny klidové funkční magnetické rezonance (fMRI) byly provedeny před prvním sezením a po posledním sezení, aby se vyhodnotily změny v kognitivním výkonu a konektivitě DMN. Experimentální model umožňuje přímé vyhodnocení léčbou souvisejících neuronálních změn při zohlednění přirozené variability a efektů učení.

Pro minimalizaci rušivých faktorů byla sledována dietní stabilita. Všichni účastníci absolvovali návštěvu u dietologa na začátku studie a při následném hodnocení, aby byla zdokumentována stravovací návyky a snížen vliv dietních změn na kognitivní nebo zobrazovací výsledky. Kromě toho byly na začátku studie odebrány periferní žilní vzorky krve pro genetickou analýzu. Genotypování cílilo na alely APOE (rs429358, rs7412) a polymorfismus COMT Val158Met (rs4680). Extrakce DNA následovala protokoly založené na silikátových membránách a alelická diskriminace byla provedena pomocí real-time PCR založené na TaqMan. Zajištění kvality zahrnovalo zaslepené laboratorní zpracování, náhodné duplikáty, prahové hodnoty úspěšnosti genotypování (>95 %) a kritéria Hardyho-Weinbergova rovnováhy. Tyto genetické údaje byly zahrnuty do průzkumných modelů, aby se zjistilo, zda genotyp ovlivňuje výchozí mozkovou konektivitu nebo reakci na intervenci.

Neurozobrazování bylo provedeno pomocí systému magnetické rezonance GE SIGNA Hero 3.0 Tesla. Vysoce rozlišující T1-vážené strukturální snímky byly získány pomocí axiální sekvence MPRAGE (TR = 2745 ms, TE = 3.01 ms, TI = 1020 ms, úhel natočení = 8°, tloušťka řezu 1 mm, velikost voxelu 0.44 × 0.44 × 1 mm, 225 řezů). Data klidové funkční magnetické rezonance (fMRI) byla sbírána pomocí axiální multiband echo-planární zobrazovací sekvence (TR = 2000 ms, TE = 22 ms, úhel natočení = 20°, velikost voxelu 3.125 × 3.125 × 3 mm, 45 řezů, matice 64 × 64, 200 objemů; přibližně 6 minut 40 sekund). Účastníci byli instruováni, aby během skenování zůstali v klidu, měli zavřené oči a vyhýbali se soustředěné mentální aktivitě. Tato data umožňují spolehlivé odhadnutí funkční konektivity DMN před a po intervenci.

Studie integruje výsledky kognitivní rehabilitace, funkční neurozobrazování, dietního monitorování a genetického profilování, aby prozkoumala neurobiologické a behaviorální efekty t-PBM u aMCI. Vyhodnocením změn na úrovni sítí a potenciálních individuálních rozdílů v reakci na léčbu si studie klade za cíl zlepšit porozumění tomu, zda může t-PBM sloužit jako síťově cílená doplňková intervence pro jedince s časnou kognitivní poruchou.