Kognitiv forbedring gennem modelbaseret og individualiseret neurostimulering

Formålet med denne forskning er at sammenligne virkningerne af forskellige transkraniel elektrisk stimulation (tES) protokoller på både EEG og adfærdsmarkører forbundet med opmærksomhed og kognitiv kontrol. Begge konventionelle tES-protokoller (tDCS, tACS) vil blive sammenlignet med tilpassede stimuleringsbølgeformer afledt af en individualiseret helhjerne neural model (MINDy) og med perioder med sham eller ingen-stimulering.

Ikke-invasive tilgange til hjernestimulering lover meget som en intervention til at forbedre kognitiv funktion og hjernefunktion hos mennesker, både i klinisk svækkede og endda raske unge voksne befolkninger. Transkraniel elektrisk stimulation, kendt som tES, refererer til en familie af metoder, der udnytter billige teknologier og involverer lavintensitetsstrømme, som er sikre for mennesker og medfører minimal risiko for bivirkninger eller uønskede hændelser. Konventionelle tilgange, som anvender faste jævnstrømme (tDCS) eller vekselstrømme ved en fast oscillatorisk frekvens (tACS), er blevet brugt i vid udstrækning som både et grundlæggende forskningsværktøj og som en klinisk intervention. Den nuværende litteratur tyder dog på, at tES kan være mere effektiv, når den implementeres med stimuleringsprotokoller, der er: 1) personaliserede (dvs. respekterer individuelle forskelle i hjernens anatomi og funktion); og 2) informeret af en forståelse af de mekanismer, der styrer hjernenetværksaktiveringsdynamik og interaktioner.

Efterforskerne vil bruge et enkeltgruppedesign, hvor 60 raske unge voksne modtager forskellige stimuleringsprotokoller (plus yderligere 10-12 rekrutteret under den indledende pilottestfase), randomiseret inden for individet under begge hviletilstande (Mål 1, 2 ) eller kognitive opgavetilstande (Mål 3), mens hjerneaktivitet overvåges med elektroencefalografi (EEG). Under EEG-optagelsesperioderne vil stimulationsepoker blive tilfældigt blandet med epoker med falsk eller ingen stimulering, med deltagere maskeret til tilstanden. Derudover vil konventionelle stimuleringsprotokoller (tDCS, tACS) blive sammenlignet med tilpassede stimuleringsbølgeformer afledt af en individualiseret helhjerne neural model.

Undersøgelsen vil bestå af to EEG+tES-sessioner, der hver varer cirka en time og finder sted på separate dage.

Resultater vil blive vurderet i form af forskellige EEG-markører, herunder spektral kraft både på stimuleringsstedet og ved målhjernenetværk forbundet med opmærksomhed og kognitiv kontrol (frontoparietal [FPN] og standard mode [DMN] netværk). Adfærdspræstation vil også blive vurderet på en veletableret eksperimentel opgave (AX-CPT), der manipulerer opmærksomheds- og kognitive kontrolkrav med hensyn til nøglepræstationsindekser for nøjagtighed og reaktionstid.