Personalizované zlepšování paměti ve stáří pomocí uzavřeného systému tACS

Kognitivní úbytek, zejména v paměti a exekutivní kontrole, představuje rostoucí výzvu pro veřejné zdraví, jak populace stárne, což přispívá ke ztrátě nezávislosti, snížení kvality života a zvýšeným nákladům na zdravotní péči spojeným s Alzheimerovou chorobou a příbuznými demencemi (ADRD). Navzdory desetiletím výzkumu existuje málo účinných nefarmakologických intervencí schopných zpomalit nebo zvrátit tyto kognitivní ztráty. Transkraniální stimulace střídavým proudem (tACS) se nedávno objevila jako slibná, bezpečná a neinvazivní technika pro modulaci nervových rytmů, které podporují paměť. Stávající přístupy jsou však stále omezeny jednotnými stimulačními režimy, které nezohledňují individuální vzorce konektivity mozku nebo dynamické fluktuace kognitivního stavu.

Tento projekt si klade za cíl posunout precizní neuromodulaci pro kognitivní stárnutí optimalizací a personalizací protokolů vysokorozlišené tACS ke zlepšení paměti u starších dospělých. Na základě solidních pilotních údajů dokazujících proveditelnost personalizované a adaptivní stimulace použijeme multimodální zobrazování (EEG a fMRI) ke sledování změn frontotemporální synchronizace, konkrétně fázově-amplitudového propojení théta-gama a synchronizace fáze théta, o kterých je známo, že podporují formování a vybavování paměti.

Cíl 1 stanoví, jak stimulační vzor (strukturované vs. kontinuální průběhy) a rozvrh (jeden, tři nebo pět po sobě jdoucích dnů) ovlivňují trvanlivost zlepšení paměti. Porovnáním šesti systematicky variovaných dávkovacích protokolů určíme optimální vzor a rozvrh opakování, které maximalizují a udržují zlepšení kapacity pracovní paměti, kontroly interference a rozpoznávání dlouhodobé paměti po dobu jednoho měsíce.

Cíl 2 vyvine a otestuje systém tACS s uzavřenou smyčkou řízený konektivitou, který kontinuálně monitoruje nervovou synchronizaci ve frontotemporální síti a upravuje stimulační parametry v reálném čase. Tento adaptivní rámec je navržen tak, aby přizpůsobil stimulaci vyvíjejícímu se stavu mozku každého účastníka, což umožňuje efektivnější a individualizovanější kognitivní zlepšení než statické přístupy.

Integrací behaviorálních, elektrofyziologických a neurozobrazovacích měření s adaptivními řídicími algoritmy tento výzkum identifikuje spolehlivé biomarkery odpovědnosti, objasní kauzální mechanismy spojující nervovou synchronizaci s pamětí a přinese novou třídu personalizovaných intervencí řízených konektivitou pro kognitivní úbytek. Zjištění položí základ pro škálovatelné, neinvazivní a mechanismem řízené léčby ADRD a věkem podmíněné ztráty paměti, čímž posunou širší poslání NIH podporovat zdravé kognitivní stárnutí.