Evaluering af de neuroberegningsmæssige mekanismer for at træffe beslutninger om udforskning og udnyttelse hos ældre voksne

Deltagerne vil deltage i fem eksperimentelle sessioner. Disse vil involvere neuropsykologisk testning, et beslutningstagningsbatteri, funktionel og strukturel MRI og to sessioner med transkraniel magnetisk stimulering påført enten et mål- eller kontrolområde. Den kliniske afprøvningskomponent vedrører kun de sidste to sessioner, hvor forsøgspersoner vil blive tilfældigt fordelt til forskellige grupper for at modtage forskellige TMS-interventioner. For fuldstændighedens skyld er alle sessioner beskrevet nedenfor:

240 deltagere (110 yngre, 130 ældre, 50 % kvinder) vil blive rekrutteret fra den lokale Tucson-befolkning. Neuropsykologisk test i den første session vil blive brugt til at udelukke deltagere, der udviser symptomer på mild kognitiv svækkelse eller tidligt stadium af Alzheimers.

Beslutningstagningsbatteri: Alle deltagere vil udføre Horizon-opgaven (Wilson et al. 2014) for at måle udforske-udnyttelsesadfærd ud over et beslutningstagningsbatteri til at måle risikotagning, tvetydighedsholdning, tidsmæssig diskontering og adfærdsvariabilitet.

Neuroimaging: 92 yngre og 92 ældre voksne vender tilbage for at deltage i MR-eksperimentet. Alle deltagere vil blive screenet under telefoninterviewet og adfærdssessionen for at udelukke kontraindikationer for MR og TMS og screenes endnu en gang ved starten af ​​MR-sessionen. MR-eksperimenter vil finde sted i 3T Skyra-scanneren på neuroimaging-faciliteten på Banner University Medical Center. Alle neuroimaging-eksperimenter vil blive kørt i henhold til standard sikkerhedsretningslinjer (Rossi et al. 2009), og deltagerne vil blive screenet og give informeret samtykke, før proceduren starter.

Hver scanningssession vil vare omkring 90 minutter og vil omfatte en kort lokaliseringsscanning (ca. 1 minut), en T1-vægtet strukturel scanning (6 minutter), diffusionstensorbilleddannelse for at vurdere strukturel forbindelse (DTI, 10 minutter), FLAIR til at kvantificere hvid stofhyperintensiteter (2 minutter), et feltkort til at korrigere for magnetfeltinhomogeniteter, især i frontalpolen (2 minutter), fMRI i hviletilstand til at måle funktionel forbindelse (8 minutter) og hændelsesbaseret fMRI ved hjælp af opgaven beskrevet nedenfor ( 50-60 minutter). Alle funktionelle scanninger vil blive indhentet med parametre, der er optimeret til at forhindre signaludfald i frontal pol og andre frontale regioner (Deichmann et al. 2003).

Session 4 og 5 (TMS): TMS-sessionerne passer til definitionen af ​​et klinisk forsøg, fordi forsøgspersoner prospektivt vil blive tildelt forskellige grupper, som vil modtage forskellige interventioner i forskellige rækkefølger. Deltagere i hver aldersgruppe vil blive pseudo-tilfældigt tildelt til grupper i henhold til, om målregionen for TMS er frontal pol af IFG. Der vil således være fire adskilte grupper af emner: ældre frontal pol, yngre frontal pol, ældre IFG, yngre IFG, med 42 deltagere (21 mænd, 21 kvinder) i hver gruppe. Hver deltager vil deltage i to TMS-sessioner, en mål- og en kontrolsession. Rækkefølgen af ​​sessioner vil blive opvejet på tværs af fag.

TMS-sessioner vil finde sted i den nye TMS-facilitet på Banner University Medical Center. Al TMS vil blive leveret i overensstemmelse med etablerede sikkerhedsretningslinjer (Rossi et al, 2009) under supervision af co-I Chou, som er direktør for TMS-faciliteten og har stor erfaring med TMS hos unge, gamle og kognitivt svækkede forsøgspersoner. Når de følges korrekt, sikrer disse retningslinjer, at TMS er en meget sikker procedure med kun en håndfuld uønskede hændelser, der forekommer i cirka 20 års forskning.

Efter fuldførelse af samtykke- og screeningsprocedurer vil hver TMS-session begynde med måling af den handlingsmotoriske tærskel (AMT). AMT er defineret som den minimale stimulusintensitet, der frembringer et liminalt motorisk fremkaldt potentiale (ca. 200 μV i 50 % af 10 forsøg) under isometrisk kontraktion af den testede muskel. Efter at AMT er blevet målt, vil deltagerne modtage cTBS (50Hz stimulering ved 80% AMT i 40 sekunder; Huang et al 2005). Stimulering vil blive anvendt på enten målområdet (frontal stang eller IFG) eller kontrolområdet (vertex) med rækkefølgen af ​​sessioner modvægtet på tværs af deltagerne. Korrekt målretning af hver region vil blive opnået ved hjælp af et rammeløst neuronavigationssystem (Localite TMS Navigator) med et Polaris Spectra infrarødt kamera (Northern Digital, Waterloo, Ontario, Canada). Dette system gør det muligt at centrere stimulering om specifikke koordinater i Montreal Neurological Institute (MNI) rummet. Koordinater [x,y,z] = [35,50,15] vil blive brugt til frontal pol (baseret tidligere fMRI-arbejde og vores originale TMS-studie, Daw et al., 2006; Zajkowski et al. 2017) og [x, y,z] = [56,16,22] for højre IFG baseret på placeringen af ​​vores aktiveringer i den unge pilotgruppe. Toppunktskontrolstedet er defineret som Cz-positionen af ​​et 10-20 EEG-system. Efter at have modtaget TMS, vil deltagerne stirre på en hvid væg i 1 minut, før de udfører Horizon-opgaven i 45 minutter.