Netværksstyret TMS ved tidlig Alzheimers sygdom (NetTMS)

Demens på grund af Alzheimers sygdom (AD) er et førende folkesundhedsproblem i USA med enorme plejeomkostninger og ingen effektiv farmakoterapi på trods af flere kliniske forsøg. Talrige undersøgelser har vist, at mild kognitiv svækkelse (MCI) er en forløber for AD og potentielt modtagelig for ikke-farmakologisk intervention. Transkraniel magnetisk stimulation (TMS) er en lovende ikke-invasiv terapeutisk tilgang, der har vist sig at øge hjernens plasticitet og forbedre kognitive funktioner, der er svækket på tværs af AD-spektret. Selvom TMS har vist fordele i normative populationer, er der stadig behov for at vise effektivitet i AD-relaterede populationer.

Det meste af tidligere neurostimuleringsforskning om AD og MCI har fokuseret på virkningerne af stimulering i en hjerneregion, men de kognitive processer, der ligger til grund for vellykket hukommelse, medieres af et komplekst helhjernenetværk. Neurostimulation påvirker flere steder inden for et kortikalt netværk, men disse mere globale effekter er ikke blevet brugt som mål for stimulering på grund af begrænset viden om, hvilken indflydelse et enkelt sted har på mere udbredte corticale forandringer. Det nye ved det nuværende forslag er, at efterforskerne bruger information om netværkskontrolstrukturen af ​​de berørte hjerneområder ved at overveje indflydelsen af ​​neuromodulation på globale ændringer i hjernetilstand eller forbindelse og de underliggende vaskulære ændringer, der medierer langsigtede konsekvenser for adfærd. Denne netværksbaserede TMS er baseret på funktionel tilslutning og neurovaskulær som mediatorer af adfærdsreaktionen som et middel til specifikt at skræddersy TMS-behandlingen til neuropatologien af ​​hver MCI-patient og dermed individualisere behandlingen for at opnå bedre terapeutiske effekter.

For at løse dette problem vil efterforskerne bruge multimodal neuroimaging og netværksmodellering under en episodisk hukommelsesopgave for at demonstrere, hvordan fokal neurostimulering fremkalder ændringer i neural funktion og adfærd i MCI. Disse mål vil blive behandlet i to specifikke mål. For det første vil efterforskerne bruge netværksbaseret TMS til at optimere aktiveringen af ​​et hukommelsessucces-netværk (MSN) i en gruppe af MCI-patienter, målrettet mod et TMS-sted, der fokuserede på styrbarheden af ​​et stimuleringssted for at give den maksimale fordel for hukommelsens ydeevne. . For det andet vil undersøgelsesholdet vurdere longitudinelle ændringer i strukturelle og neurovaskulære faktorer, der påvirker effektiviteten af ​​individualiseret netværksbaseret TMS på tværs af flere sessioner af samtidige TMS-fMRI. Ved at skabe en multimodal model af disse neurovaskulære underskud relateret til MCI, vil efterforskerne systematisk justere netværksbaseret TMS for at demonstrere, hvordan MCI-hjernen kan kompensere for disse neurale underskud. Det foreslåede arbejde vil være det første af sin art til at estimere nytten af ​​netværksstyrbarhed som et TMS-mål for hukommelsesforbedring i AD-relaterede syndromer, og det første til at vurdere de kortsigtede neuroplastiske effekter af neuromodulation i så rige detaljer. Den viden, som dette projekt opnår, kan derfor føre til ny og innovativ biometri til at måle farmakologisk og ikke-farmakologisk behandlingsrespons eller til målrettede og berigede kliniske forsøg i AD og relaterede lidelser.