Machbarkeit von simultanem tDCS und computergestützter gamifizierter Kurzzeitgedächtnisaufgabe (ACTTDCS-FG)

Die Alzheimer-Krankheit (AD) ist die häufigste neurodegenerative Erkrankung, die Demenz verursacht. Die häufigste Form der AD ist die idiopathische AD oder die spät einsetzende AD, von der typischerweise Personen über 65 Jahre betroffen sind. Personen, die Träger des Apolipoprotein (APOE) ε4-Allels sind, haben ein erhöhtes Risiko, eine spät einsetzende AD zu entwickeln, und bei APOE ε4-Trägern bereits im Alter von 55 Jahren wurde eine AD-Gehirnpathologie beobachtet.

AD kann als Kontinuum wahrgenommen werden, wobei der pathophysiologische Krankheitsprozess viele Jahre vor dem Auftreten offenkundiger Symptome im Gehirn beginnt. Daher können Personen Hinweise auf AD-Biomarker im Blut oder in der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit oder auf Gehirnscans aufweisen, auch wenn keine offensichtlichen Symptome vorliegen. Personen mit beginnender AD-Gehirnpathologie, aber ohne offensichtliche Symptome können als „präklinische AD“ eingestuft werden. Der Träger des APOE-ε4-Allels erhöht das Risiko, eine AD-Gehirnpathologie zu entwickeln, um das Zwei- bis Vierfache.

Eines der häufigsten kognitiven Symptome bei AD ist eine Gedächtnisstörung, beispielsweise eine Beeinträchtigung des Kurzzeitgedächtnisses (STM). Subtile Beeinträchtigungen des Gedächtnisses, auch bei STM, können mithilfe empfindlicher Gedächtnistests sogar bei präklinischer AD festgestellt werden. Daher kann STM ein geeignetes Ziel darstellen, um die kognitiven Funktionen des Einzelnen zu einem früheren Zeitpunkt des Krankheitsprozesses zu erhalten.

Die kognitive Reserve ist ein hypothetisches Konstrukt, das vorgeschlagen wird, um die Inkongruenz zwischen der Belastung durch die AD-Pathologie und der kognitiven Dysfunktion zu erklären, die bei einigen älteren Menschen beobachtet wird. Sie wurde als die Fähigkeit definiert, die Leistung durch unterschiedliche Rekrutierung von Gehirnnetzwerken zu optimieren oder zu maximieren. Epidemiologische Studien deuten darauf hin, dass die kognitive Reserve durch lebenslange Exposition, einschließlich Bildungs- und Berufserfolg sowie Freizeitaktivitäten im späteren Leben, erhöht wird. Eine zugrunde liegende Annahme ist, dass diese Expositionen die Plastizität des Gehirns verbessern. Kognitives Training hat positive Auswirkungen auf die Förderung der Plastizität des Gehirns bei älteren Erwachsenen und könnte daher das Potenzial haben, die kognitive Reserve bei Personen zu fördern oder zu stärken, bei denen das Risiko besteht, später im Leben an AD zu erkranken.

Kognitives Training in Kombination mit anderen neuroplastizitätssteigernden Techniken wurde als Option vorgeschlagen, um die positiven Effekte des kognitiven Trainings allein zu fördern. Die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) ist eine nichtinvasive neuromodulatorische Technik, bei der Gleichstrom niedriger Intensität an kortikale Bereiche abgegeben wird, um die laufende, spontane neuronale Aktivität zu erleichtern oder zu hemmen. Da tDCS nachweislich die STM bei gesunden älteren Teilnehmern verbessert, kann die Kombination von kognitivem Training mit tDCS eine Möglichkeit sein, die Wirkung des kognitiven Trainings zu verstärken und die kognitive Reserve zu verbessern. Daher ist es sinnvoll, die Machbarkeit von tDCS zur Verbesserung von STM während eines computergestützten Spiels zu untersuchen, das auf STM abzielt, beginnend mit gesunden älteren APOE-ε4-Allelträgern, d. h. gesunden älteren Personen, die genetisch für AD prädisponiert, ansonsten aber gesund sind.

Ziel dieser Studie ist es, die Wirkung von tDCS auf die Gedächtnisleistung bei einer App-basierten STM-Aufgabe bei gesunden älteren APOE-ε4-Trägern im Alter von 55–75 Jahren zu untersuchen. Alle Teilnehmer werden aus einem bestehenden internen Register von Personen rekrutiert, bei denen bereits durch eine Blutuntersuchung bestätigt wurde, dass sie APOE ε4-Träger sind. Die tDCS- oder Scheinstimulation wird von einem Kopfsitz abgegeben, wobei die räumliche Anordnung der Elektroden, die die Stimulation abgeben, und ihrer bei der Stimulation verwendeten Ausgänge die Regionen und verteilten Netzwerke des Gehirns bestimmen, die stimuliert werden. Die Teilnehmer werden zunächst die App-basierte STM-Aufgabe selbstständig ausprobieren, um sich damit vertraut zu machen. Danach kommen sie innerhalb von 1–3 Wochen an drei verschiedenen Tagen vorbei, wo sie dieselbe STM-Aufgabe noch einmal erledigen, während sie sich entweder einer aktiven oder einer Schein-tDCS unterziehen. Dies ermöglicht die Untersuchung, ob aktives tDCS die Gedächtnisleistung bei dieser Art komplexer STM-Aufgabe bei insgesamt gesunden älteren Personen verbessern kann, die genetisch für eine spät einsetzende AD prädisponiert sind.