Funktionelle Veränderungen des Gehirns begleiten die modulatorischen Wirkungen der transkraniellen Gleichstromstimulation bei kognitiven Beeinträchtigungen

Da die Apriori -Registrierung vor Beginn der Studie nicht durchgeführt wurde und alle Teilnehmer bereits eine TDCS -Intervention unterzogen wurden, stellen die Ermittler nach dem Abschluss des Projekts das Protokoll der Studie rückwirkend ein. Diese Studie wurde am Nationalen Institut für psychische Gesundheit und Neurowissenschaften (Nimhans), Bengaluru, Indien, durchgeführt, mit Zustimmung des Institutional Ethics Committee von Nimhans.

Studienprobe: Alle zustimmenden Teilnehmer beider Geschlechter (Altersbereich: 55 - 84 Jahre) erfüllen die Einschluss- und Ausschlusskriterien (siehe unten), die nacheinander an den ambulanten Diensten der geriatrischen Klinik und der Dienste (GCS) teilnahmen, und die in dieser Studie unterzeichneten Unterzeichnungen mit dem Auftrag von Memory wurden in dieser Studie mit dem Aufenthalt der Memory eingestellt. Nur rechtshändige Personen wurden rekrutiert, wie sie unter Verwendung des EDINBURGH HANDNESS INFORDERY (EHI) bewertet wurden. Die Teilnehmer wurden untersucht, um sicherzustellen, dass nur diejenigen mit optimalem Hör- und Sehschärfe rekrutiert wurden. Die klinischen Diagnosen von MCI und mildem AD von Klinikern der GCS bei Nimhans wurden unter Verwendung des Nationalen Instituts für Altern - Alzheimer Association (NIA -AA) diagnostische Kriterien und klinische Demenzbewertung [CDR] (CDR -Werte von 0,5 für MCI und 1 für milde AD) bestätigt. Teilnehmer mit CDR -Werten über 1 wurden von dieser Studie ausgeschlossen. Andere Ausschlusskriterien umfassten gleichzeitige Erkrankungen wie Hypothyreose, Hyperkalzämie, Vitamin B12 -Mangel, unkontrollierte Hypertonie und Diabetes, Neurosyphilis, normaler Druckhydrozephalus, subduraler Hämatom usw., die Initiierung medizinischer/chirurgischer Interventionen sowie von medizinischen Titration von Medikamenten erfordern. pre-existing major psychiatric and neurological illnesses, such as schizophrenia spectrum disorders, bipolar affective disorder, major depressive disorder, obsessive-compulsive disorder, substance dependence, intellectual disability disorder, Parkinson's disease and related disorders, stroke, epilepsy, and other chronic neurological/neurodegenerative disorders, and significant head injury; und aktuelle Verwendung von Antipsychotika, Antidepressiva und Benzodiazepinen. Vierzig Patienten (19 MCI und 21 milde AD) stimmten zu, an der Studie teilzunehmen, und absolvierte das TDCS-Interventionsprotokoll, das täglich 20 Minuten TDCS-Sitzungen für 10 Tage umfasste. Alle Teilnehmer wurden detaillierte neuropsychologische Bewertungen unterzogen, die die funktionelle Magnetresonanztomographie (RSFMRI), die aufgabenbasierte funktionelle Magnetresonanztomographie (TBFMRI) sowie die Magnetoenzephalographie (RSMEG) nach TDCs-Intervention aufgabenbasierte Funktionsgremien-basierte Funktionsstaat.

Neuropsychologische Batterie für ältere Menschen (NNB-E): Diese Batterie enthält Tests des episodischen Gedächtnisses, Exekutivfunktionen, Aufmerksamkeit, visuelle Funktion und parietale Brennzeichen und 1,5 Stunden, um zu verabreichen und zu bewerten. Die Bewertungen wurden zu Studienbeginn (PRE-TDCs) und nach Abschluss der letzten TDCS-Sitzung (Post-TDCs) durchgeführt. Diese Vor- und Post-TDC-Bewertungen wurden so durchgeführt, dass derselbe Forscher beide Tests für einen bestimmten Teilnehmer durchführte. Darüber hinaus war die Person, die die Bewertung nach TDCs durchführte, blind für die Ergebnisse der Vorbewertung. Für die Bewertungen eines Teilnehmers wurden zwei verschiedene Formen für die Bewertungen vor und nach TDCs verwendet, um Praxisseffekte zu vermeiden. Der Shapiro-Wilk-Test wurde durchgeführt, um die Normalitätsverteilung der Unterschiede zwischen Pre- und Post-TDCs-Werten für jeden Untertest (n = 26) von NNB-E zu überprüfen. Dementsprechend wurden gepaarte T-Tests und Wilcoxon-Signed-Rang-Tests für normalerweise und nicht normal verteilte Unter-Test-Scores durchgeführt, um nach signifikanten Auswirkungen der TDCS-Intervention zu suchen.

Magnetresonanztomographie (MRT): Die MRTs wurden auf einem 3Tesla Philips Ingenia CX (Philips Healthcare, Niederlande) mit einer 32-Kanal-Phased-Array-Kopfspule erworben. Während der RS-FMRI-Akquisition wurden die Teilnehmer angewiesen, mit offenen Augen körperlich und geistig entspannt zu bleiben und sich auf nichts Besonderes zu konzentrieren. Diese funktionalen MR-Bilder, die jedem Teilnehmer entsprechend sind, wurden visuell auf Scanner- oder Erfassungsartefakte untersucht. Die RS-FMRI-Daten eines Teilnehmers jeweils aus den MCI- und milden AD-Gruppen zeigten mehr als 5% Intensitätsvariation in zwei aufeinanderfolgenden Volumina, was auf eine schlechte Qualität der Funktionsbilder hinweist, da Bewegungsartefakte unter Verwendung der Ableitung der Quadratvarianz der Wurzel mittlerer Quadrat über Voxel (DVARs) validiert wurden. Nach dem Ausschluss von Pre- und Post-RSFMRI-Scans dieser beiden Teilnehmer wurden die Daten der verbleibenden 38 Teilnehmer (n = 18 in der MCI-Gruppe und n = 20 in der milden AD-Gruppe) weiter analysiert. Der Saatgut für die Saatgut-zu-Voxel-Ruhezustandsfunktionelle Konnektivität (S2V-RSFC) wurde unter Verwendung des Harvard Cortical Atlas festgelegt, da der linke mittlere Frontalgyrus (LMFG), der dem linken DLPFC entspricht, der Stelle der anodalen TDCs entspricht. Die Analyse zwischen Pre- und Post-TDCs-Intervention wurde unter Verwendung der kugelförmigen Maske von LMFG als "Samen" und dem gesamten Gehirnvolumen für "Voxel" durchgeführt. Zweiseitige parametrische Statistiken wurden implementiert, um die Ergebnisse unter Verwendung eines Ausmaßes auf Cluster-Ebene (P-FDR-korrigiert) mit Voxelschwellenwert bei P <0,001 (p-nicht-nicht-nicht) und Clusterschwelle bei P <0,05 (p-korrigiert) zu erhalten.

Ein neuartiges episodisches Gedächtnisparadigma, das zwei Aufgaben umfasst: eine zufällige Codierungsaufgabe und eine absichtliche Abrufaufgabe, wurde für die TB-FMRI-Erfassung verwendet. Bei der zufälligen Codierungsaufgabe wurden die Teilnehmer in jedem Versuch angewiesen, mit einem Knopf anzuzeigen. Drücken Sie, ob die vorgestellten visuellen Bilder von lebenden oder nicht lebenden Objekten waren. In der Absichtserbringungsaufgabe bestand der Anweisungen für jeden Versuch darin, die Verwendung einer Taste anzuzeigen, ob die vorgestellten visuellen Bilder vor (Speicherbildern, MI) oder nicht zuvor gesehen wurden (Nicht-Memory-Bilder, NMI). Die optimale Anzahl von Versuchen für die zufällige Codierungsaufgabe (lebende Objekte: 55; nicht lebende Objekte: 55; Fixation Cross: 56) und die absichtliche Abrufaufgabe (Gedächtnisbilder, MI: 55; Nicht-Memory-Bilder, NMI: 55; Fixation Cross: 56) wurde unter Verwendung des FMRI-Stimulators geschätzt. Nur die Teilnehmer zeigten mehr als 60% der Leistungsgenauigkeit sowohl für die zufällige Codierung als auch für das absichtliche Abruf wurden analysiert. Aufgabenbasierte FMRI-Daten Vorverarbeitung und Analysen verbleibender Teilnehmer mit früher AD (N = 30; MCI = 15, Mild AD = 15) wurden mithilfe von FMRI Experten-Analyse-Tool (FEAT) der Version 6.00 der FMRIB-Softwarebibliothek (FSL) durchgeführt, in der hochwertige modellbasierte FMRI-Datenanalyse implementiert wurde. Z (Gaußsche t/f) statistische Bilder wurden nicht parametrisch unter Verwendung von Clustern, die durch Z> 2,3 und einen korrigierten Cluster-Signifikanzschwellenwert von p = 0,05 bestimmt wurden, Schwellenwert.

Magnetoenzephalographie (MEG): Die Daten vor und nach RSMEG wurden mit dem Elekta Neuromag® Triux ™ MEG-Scanner erfasst. Zwei Teilnehmer (1 in der MCI-Stichprobe und 1 in der milden AD-Probe) entschieden sich von der Teilnahme an der MEG-Erwerbs, und vier Teilnehmer (3 in der MCI-Probe und 1 in der milden AD-Probe) nahmen nicht an Post-MEG-Scans teil; MEG -Daten der verbleibenden Teilnehmer mit früher AD (n = 34; MCI = 15, Mild AD = 19) wurden weiter vorverarbeitet. Die ruhenden Augen geschlossene MEG-Aufzeichnungen wurden in einer sitzenden Position unter Verwendung des folgenden Protokolls durchgeführt: Probenahmerate 2000 Hz, leere Raumaufzeichnung = 2 Minuten, Meg = 15 Minuten. EEG -Daten wurden gleichzeitig erfasst, um sicherzustellen, dass die Teilnehmer während der Aufzeichnung wachsam und entspannt waren. Elektrokardiogramm (EKG), Elektromyographie (EMG) und Elektrookulogramm (EOG) wurden erworben, um Herz-, Muskel- und Augenartefakte zu entfernen. Qualitätskontrolle (QC) der MEG-Daten wurde unter Verwendung von MaxFilterTM (Ver 2.2), einer integrierten Software für das Elekta/Neuromag-System, durchgeführt. Die Unterdrückung der Interferenz aufgrund von Umwelt- und periodischen Artefakten wurde unter Verwendung der räumlich -zeitlichen Signalraum -Trennung (TSS) durchgeführt. Mit der Welch-Methode wurde eine Leistungsspektrumanalyse auf 5 Minuten artifaktfreier MEG-Aufzeichnung durchgeführt. Extrahierte Leistungsspektrumdichte (PSD) -Werte für neuronale Schwingungen bedeckten kanonische Frequenzbanden [Delta (2-4 Hz), Theta (4-8 Hz), Alpha (8-12 Hz), Beta (13-30 Hz), Gamma (30-60 Hz) und Gamma2 (60-30 Hz). Ein gepaarter T-Test wurde zwischen den Pre- und Post-TDCs-Werten der normalisierten PSD durchgeführt, wobei die Vergleiche mit mehreren [Permutationstests (1000 Randomisierungen), Monte-Carlo-Methode (FDR-korrigiert) korrigiert wurde, und Zeit und Frequenz steuert.

Die Abhängigkeit zwischen der Phase der Niederfrequenzschwingungen (FP) und der Amplitude von Hochfrequenzrhythmen (FA) wurde unter Verwendung der Phasenamplitudenkopplung (PAC) quantifiziert. Die Kopplungsstärke für jeden Teilnehmer wurde unter Verwendung des zeitaufgelösten PAC (TPAC) geschätzt, der den geringsten relativen Fehler zeigt. Der TPAC wurde geschätzt, indem nach der FP -Schwingung mit dem stärksten PAC -zu -FA -Bursts über ein Zeitfenster gesucht wurde, das die Eingangs -Meg -Daten gleitet. Für die Analyse wurde eine 10-Sekunden-Epochenlänge verwendet, und da das fp-interessierende Band zwischen 4 und 8 Hz lag, wurden drei volle Zyklen des FP-Bandes ausgewählt, um eine Schubfensterlänge von 0,75 Sekunden zu erzeugen. Die durchschnittlichen Comodulogramme wurden unter Verwendung von TPAC -Karten aller Patienten mit MCI (n = 15) und mildem AD (n = 19) im linken entorhinalen Kortex extrahiert, was eine entscheidende Rolle im episodischen Gedächtnis spielt und für die frühe Pathophysiologie in AD anfällig ist. Ein gepaarter T-Test wurde außerhalb dieser Software unter Verwendung von MATLAB® (https://www.mathworks.com) durchgeführt, um den signifikanten (fDR-korrigierten p <0,05) Unterschied in der Kopplungsstärke zwischen der Phase der niedrigen Frequenzen (4-8 Hz) und der Amplitude mit hoher Frequenzen (30-90 Hz) bei Multipler für Multipler bei Multipler bei Zeiten und Frequenzen zu ermitteln.