Modulación de la memoria episódica utilizando Theta Burst Stimulation (TBS)

Objetivos e hipótesis El propósito del estudio es evaluar el efecto de la estimulación theta burst (TBS), que es un paradigma relativamente nuevo de estimulación magnética transcraneal (TMS) sobre la memoria episódica (EM) en adultos mayores sanos (hOA).

Objetivo 1: Evaluar el efecto de la estimulación theta burst (TBS) sobre la memoria episódica (EM) en adultos mayores sanos. Hipótesis 1: habrá una mejora significativa en EM en comparación con la línea de base con una sesión de TBS.

Objetivo 2: Correlacionar la integridad de la materia blanca con la mejora en la recuperación de tareas con TBS. Hipótesis 2: las conexiones más fuertes del tracto de materia blanca (WM) se correlacionan con una mayor mejora en el rendimiento de recuperación.

ANTECEDENTES La enfermedad de Alzheimer (EA) afecta a 5 millones de estadounidenses, con un costo de más de 200 mil millones de dólares. El primer y más debilitante síntoma de la EA es un déficit severo en la capacidad de recordar eventos pasados ​​personales, o memoria episódica (ME), que finalmente hace que los pacientes se aíslen de la familia y los amigos y sean incapaces de vivir de forma independiente. Este déficit de EM refleja principalmente el deterioro de las regiones del lóbulo temporal medial, particularmente el hipocampo (HC). Los tratamientos para la EA deben comenzar muy temprano en la progresión de la enfermedad, cuando el daño cerebral aún es pequeño, y la etapa más temprana en la que se puede diagnosticar la EA se conoce como deterioro cognitivo leve debido a la EA (MCI-AD).

Recientemente, se han aplicado diferentes formas de técnicas de estimulación cerebral no invasiva a adultos mayores sanos, AD y MCI-AD para mejorar el deterioro de la memoria. La mayoría de estos ensayos utilizaron estimulación magnética transcraneal repetitiva (rTMS) de alta frecuencia aplicada a la corteza prefrontal dorsolateral izquierda (DLPFC). Aunque un pequeño número de estos estudios ha mostrado efectos beneficiosos, quedan muchas dudas sobre si la TMS tiene efectos clínicamente relevantes en las poblaciones de edad avanzada, así como sobre qué mecanismos basados ​​en la neurociencia explican estos efectos. Un obstáculo para usar TMS para mejorar EM es que la región del cerebro más crítica para EM y más afectada por la EA temprana, el hipocampo (HC), está situada en lo profundo del cerebro, más allá de los efectos directos de TMS (~ 1" debajo del cráneo). Un estudio intentó apuntar al hipocampo y las regiones perihipocampales para la estimulación a través de TMS. Estimularon la corteza parietal lateral y utilizaron la conectividad funcional entre esta región y las regiones del hipocampo/perihipocampo (principalmente la corteza entorrinal) para mejorar el rendimiento en una tarea de memoria asociativa. El fascículo longitudinal inferior conecta la circunvolución angular con el hipocampo y las regiones parahipocampales, y podría propagar los efectos de estimulación de las estructuras corticales a las subcorticales, aunque los estudios sobre el efecto de la TMS en las poblaciones neuronales de la materia blanca son limitados, como se detalla a continuación. El efecto de la TMS en las poblaciones neuronales en los tractos de materia blanca se modeló recientemente mediante tractografía y cálculos de campo electrónico y, cada vez más, estos enfoques deben tener en cuenta qué porcentaje de variación en el umbral motor (MT) sería explicado por los tractos de materia blanca. .

TBS es un potente paradigma de TMS. Como se detalla en un artículo seminal de Huang et al, hay 2 patrones para el paradigma: - estimulación de ráfaga theta continua (cTBS) y estimulación de ráfaga theta intermitente (iTBS). El primero produce supresión de MEP y el segundo produce aumento de MEP. iTBS entrega estímulos de 50 Hz en paquetes de 10 con una duración de 2 segundos. Cada ráfaga de estímulo entregada a 50 Hz se da cada 200 milisegundos, lo que hace que la frecuencia general de entrega de estímulo sea de 5 Hz. Por lo tanto, la estimulación abarca ráfagas anidadas de 50 Hz (frecuencia gamma) proporcionadas a 5 Hz (frecuencia theta). La mayoría de los estudios de investigación que no tenían medidas de resultado del tratamiento utilizaron 40 segundos de cTBS o 190 segundos de iTBS. Se ha demostrado que ambos paradigmas provocan cambios en el MEP durante 60 minutos. Las variaciones en el patrón de estimulación también han sido efectivas, aunque existen estudios limitados que justifican su uso. Por lo tanto, los investigadores proponen estimular la función de la formación del hipocampo en adultos mayores sanos (hoA) dirigiéndose a una región cortical directamente conectada con la formación del hipocampo: la circunvolución angular. Para aumentar los efectos indirectos en la formación del hipocampo, los investigadores utilizarán la técnica TMS más poderosa disponible, la estimulación intermitente Theta Burst (iTBS).

METODOLOGÍA El estudio está diseñado para ser un piloto que evalúa el efecto de TBS en EM en adultos mayores sanos (hoA). Los investigadores planean evaluar a 30 participantes para seleccionar 20 sujetos.

Detección Los participantes potenciales estarán en el grupo de edad de 60 a 80 años y abarcan sujetos que han sido reclutados para estudios previos en Cabeza Lab (Pro00005021), por lo que ya se han recopilado datos de imágenes cerebrales.

Procedimiento del estudio El día 1 del estudio, a los sujetos se les administrará la caja de herramientas del Instituto Nacional de Salud (NIH). La caja de herramientas NIH es un conjunto integral de medidas neuroconductuales que evalúa rápidamente las funciones cognitivas desde la comodidad de un iPad. El tiempo total asignado para la administración de la caja de herramientas NIH es de 45 minutos. Después de esto, a los sujetos se les realizará un potencial evocado motor (MEP) después de lo cual se les administrará estimulación intermitente theta burst (iTBS) a la corteza motora. Esto será seguido por la medición del potencial evocado del motor (MEP) nuevamente. Los sujetos que no muestren un aumento del 10 % en el potencial evocado motor (MEP) con iTBS serán excluidos de otras partes del estudio.

Nuestro estudio utiliza un tipo específico de TMS, conocido como estimulación intermitente theta burst (iTBS). El día 1 del estudio, a los sujetos se les administrará iTBS del lado izquierdo a la corteza motora. El sujeto estará sentado en una silla. Se aplicarán electrodos de electromiograma (EMG) a la mano derecha para registrar el potencial evocado del motor (MEP). Para iTBS, el umbral motor activo sería del 80 %, como se usa en la mayoría de los estudios de ráfagas theta detallados en esta revisión. Los sujetos recibirían iTBS que comprende ráfagas de 50 Hz de 3 a 5 Hz durante cerca de 3 minutos, lo que comprende 19 trenes y 600 pulsos. El tema será monitoreado hasta que los eurodiputados regresen a la línea de base. Se completará una lista de verificación de efectos secundarios al principio y al final de la sesión experimental. Todas las sesiones serán realizadas por uno de los investigadores del protocolo, o por un asistente de investigación capacitado y acreditado supervisado por los investigadores del protocolo.

Si se observa un aumento del 10 % en el MEP, los sujetos recibirán una segunda sesión de iTBS o estimulación simulada en la circunvolución angular izquierda una hora después de la sesión de selección. Si reciben iTBS, esto comprenderá 6 minutos de estimulación equivalentes a 1200 pulsos y 38 trenes del estímulo. El tema será monitoreado hasta que los eurodiputados regresen a la línea de base. Se completará una lista de verificación de efectos secundarios al principio y al final de la sesión experimental. La estimulación simulada utilizará electrodos superficiales para imitar la experiencia de recibir una estimulación real. Todas las sesiones serán realizadas por uno de los investigadores del protocolo, o por un asistente de investigación capacitado y acreditado supervisado por los investigadores del protocolo. Los sujetos realizarán pruebas de codificación de la tarea de memoria episódica con estimulación y recuperación de la tarea después de la estimulación.