Mejoras en las habilidades cognitivas de los adultos mayores mediante el entrenamiento de atención visual dinámica

El objetivo de este estudio es demostrar que el neuroentrenamiento en el rango de trabajo del centro del movimiento (PATH) que mejora la sensibilidad al contraste para la discriminación de dirección (la actividad de la corriente dorsal mejora significativamente las habilidades cognitivas en adultos mayores más que en aquellos que realizan entrenamiento para mejorar la orientación). discriminación: actividad de la corriente ventral (entrenamiento simulado). El entrenamiento cerebral se administrará durante 20 minutos tres veces por semana durante 12 semanas: Brazo 1) Neuroentrenamiento PATH y Brazo 2) Entrenamiento simulado. Los investigadores predicen que los adultos mayores que realizan el neuroentrenamiento PATH mejorarán sus habilidades visuales y cognitivas, mejorando la atención, la multitarea, la velocidad de procesamiento, la fluidez de lectura y la memoria de trabajo, significativamente más que los que realizan el entrenamiento simulado. Esta predicción se evaluará midiendo si los adultos mayores mejoran en las pruebas estandarizadas de habilidades cognitivas después del neuroentrenamiento PATH más que los adultos mayores que realizan el entrenamiento de discriminación de orientación para mejorar la velocidad de procesamiento y la atención. Las imágenes cerebrales MEG se utilizarán para mostrar que el entrenamiento PATH mejora las redes de control dorsal, de atención y ejecutivas, como se descubrió anteriormente, más que el entrenamiento simulado. Los investigadores predicen que estas mejoras se encontrarán tanto en adultos sanos como en aquellos con DCL.

La viabilidad de un entrenamiento cerebral rápido y eficaz se evaluará mediante el uso de métodos conductuales para remediar el deterioro cognitivo relacionado con la edad y para tratar el deterioro cognitivo y/o los síntomas conductuales asociados con el deterioro cognitivo leve, así como para ralentizar y/o revertir el curso de deterioro cognitivo o prevenirlo por completo. PATH neurotraining proporciona un producto basado en computadora para remediar las dificultades visuales y cognitivas de los adultos mayores de manera rápida y efectiva. El innovador neuroentrenamiento PATH mejora el centro del rango de trabajo de movimiento, mientras que el entrenamiento simulado mejora el centro del rango de trabajo de discriminación de orientación. Los dos grupos de entrenamiento cerebral estarán equilibrados, en términos de adultos mayores sanos y aquellos con DCL. Se considerará que un sujeto tiene MCI si la puntuación del índice de memoria de trabajo WAIS es inferior al 50 por ciento y el MOCA tiene una puntuación de 19-25. Estos grupos también estarán equilibrados en términos de edad y velocidad de lectura, una medida sensible de la velocidad de procesamiento.

La mitad de los adultos mayores completará el neuroentrenamiento PATH durante 12 semanas y la mitad completará el entrenamiento simulado durante 12 semanas. Se necesitarán 12 semanas adicionales para capacitar al personal, reclutar sujetos y completar las pruebas estandarizadas y las imágenes MEG. La elección de qué adultos realizarán cada tipo de entrenamiento cerebral será aleatoria y será determinada por el estadístico del estudio, el profesor John Shelley-Tremblay. Después de las pruebas estandarizadas iniciales, se seleccionarán 12 adultos que realizan el entrenamiento PATH para obtener imágenes cerebrales previas y posteriores a MEG.

Se utilizarán mediciones precisas utilizando pruebas estandarizadas previas y posteriores de las habilidades cognitivas para validar el desempeño visual y cognitivo mejorado (atención, velocidad de procesamiento y memoria) informado anteriormente en adultos mayores. El personal administrará pruebas estandarizadas e imágenes MEG en un subconjunto antes y después del entrenamiento cognitivo para evaluar las mejoras en las habilidades cognitivas después del tratamiento (neuroentrenamiento PATH) y las intervenciones de control (entrenamiento simulado).

La evaluación de las mejoras en las habilidades cognitivas de los adultos mayores se agrupará por tipo de sujeto: si el adulto está sano o tiene DCL para determinar qué intervención mejora más las habilidades cognitivas. Los investigadores predicen que el neuroentrenamiento PATH mejorará significativamente (a p ≤ 0,05) la velocidad de lectura, la memoria de trabajo y la atención (flexibilidad cognitiva) en adultos mayores más que después del entrenamiento simulado. Esto se evaluará tanto: 1) midiendo si los adultos mayores mejoran en las pruebas estandarizadas enumeradas anteriormente después del entrenamiento cerebral, y 2) imágenes de fuente cerebral MEG para validar que las redes de flujo dorsal, atención y control ejecutivo mejoran significativamente después del neuroentrenamiento PATH .

Este estudio planea estudiar a 40 adultos mayores entre las edades de 55 a 75 años, 20 en cada grupo. Los adultos mayores serán reclutados mediante la publicación de folletos, obteniendo referencias del Dr. James Brewer y el Dr. Michael Lobatz, quienes trabajan con adultos mayores que padecen la enfermedad de Alzheimer.

Procedimientos de Entrenamiento. Los ejercicios de entrenamiento cerebral se implementarán con alta fidelidad, utilizando un protocolo escrito detallado que todos los asistentes de investigación (RA) están capacitados para seguir meticulosamente, nuevas películas de entrenamiento PATH y nuevas estrategias de motivación. El personal será contratado en UCSD luego de entrevistas con estudiantes universitarios de Ciencias Cognitivas que respondieron un anuncio en Handshake, el portal de UCSD que anuncia pasantías para estudiantes de UCSD. La contratación de RA para este proyecto y un RA sénior (SRA) para monitorear el estudio será realizada por el PI en UCSD. Se contratarán once RA para administrar pruebas estandarizadas y ambos tipos de entrenamiento cerebral a adultos mayores en Perception Dynamics Institute (PDI), que tiene una clínica ideal para recopilar datos en un entorno tranquilo y de fácil acceso para adultos mayores. Leslie Peters de Desert Bay Productions en Encinitas desarrollará nuevos videos de capacitación dirigidos a adultos mayores.

Los RA se asegurarán de que cada adulto mayor esté concentrado, completando el neuroentrenamiento PATH (pathtoreading.com) diseñado para activar las vías cerebrales dorsales y el entrenamiento Sham diseñado para activar las vías cerebrales ventrales, y está progresando a través de cada programa de manera oportuna mediante el examen de sus datos. El PI, con amplia experiencia en la realización de estudios de validación controlados, estará a cargo de capacitar a todo el personal, ejecutar las operaciones diarias que requieren supervisar las pruebas estandarizadas y administrar las intervenciones.

Medidas para evaluar la efectividad del entrenamiento para mejorar las habilidades visuales y cognitivas.

Medida de Comportamiento: Los estudiantes universitarios de Ciencias Cognitivas de UCSD capacitados por el PI, como se hizo anteriormente, llevarán a cabo pruebas estandarizadas de habilidades cognitivas en PDI. Todos los participantes se someterán a una revisión de su historial médico y las actividades cotidianas afectadas a medida que envejecían mediante un cuestionario de 9 elementos descrito en Sujetos humanos. Dado que se trata de pruebas cronometradas con elementos de prueba que no se pueden memorizar para futuras pruebas, los efectos de la práctica se minimizan. Las evaluaciones cognitivas, que tardan aproximadamente una hora en administrarse, se evaluarán antes y después del entrenamiento mediante pruebas estandarizadas para que los adultos midan:

1. Atención usando la prueba de Interferencia Color-Palabra del Sistema de Función Ejecutiva Delis-Kaplan (D-KEFS) (10 minutos).
2. Velocidad de lectura usando la tarea Tasa de lectura basada en computadora (leer 6 palabras de texto en la pantalla) de una historia interesante a velocidades crecientes para medir 2 umbrales de tasa de lectura usando un procedimiento de escalera doble, después de haber sido entrenado viendo la película Tasa de lectura. (5 minutos).
3. Índice de Velocidad de Procesamiento (Escala Wechsler de Inteligencia para Adultos (WAIS)-4 subpruebas de Codificación y Búsqueda de Símbolos) e Índice de Memoria de Trabajo (WAIS-4 Subpruebas de Intervalo de Dígitos y Secuencia de Letras y Números), (10 minutos).
4. Memoria de trabajo visual (VWM) utilizando la Prueba de habilidades de procesamiento de información, con dos tareas de distracción, una tarea de contar y repetir una oración corta, teniendo que nombrar animales al final de la prueba (10 minutos).

Medida de biomarcador: MEG Imaging se utilizará para proporcionar un biomarcador que muestre que solo mejorar la función de la corriente dorsal mejora las habilidades cognitivas en los adultos mayores. Para establecer la viabilidad del neuroentrenamiento PATH para mejorar la función cognitiva en adultos mayores, el profesor Ming-Xiong Huang registrará imágenes de magnitud de fuente MEG en vóxel de 12 adultos mayores para determinar las áreas corticales que mejoran su función después del neuroentrenamiento PATH y después del entrenamiento simulado. . Las imágenes cerebrales MEG, utilizando el procedimiento Fast-VESTAL (Huang et al. 2016, 2017, 2018), mostraron que este entrenamiento de discriminación de movimiento mejoró la actividad bloqueada en el tiempo en la corriente dorsal, la atención y las redes de control ejecutivo. Las imágenes MEG que cubren todo el cerebro, para cada banda de frecuencia, siguiendo el procedimiento Fast-VESTAL, para medir señales bloqueadas en el tiempo durante una tarea N-back de memoria de trabajo, se utilizarán para evaluar las mejoras en la función cerebral. La tarea N-back es uno de los paradigmas de WM más utilizados (Gevins y Cutillo, 1993) para investigar la base neuronal de los procesos de WM. Se realizarán dos exámenes MEG para cada participante, uno antes y otro después del entrenamiento PATH o simulado.

Tarea de memoria de trabajo N-back. Los participantes se someterán a grabaciones MEG mientras realizan una tarea N-back WM. La tarea implica el monitoreo, la actualización y la manipulación en línea de la información recordada. Durante la tarea, el participante debe monitorear una serie de letras (tanto mayúsculas como minúsculas) presentadas durante 500 ms en el centro de la pantalla. Se presenta una cruz de fijación durante el intervalo interestímulo de 3000 ms. Se le indica al participante que responda solo cuando se presente una carta que coincida (es decir, objetivo) el presentado n intentos previamente, mientras que no responde a los estímulos no coincidentes (no objetivo). Se utilizarán dos condiciones de carga (1 atrás y 2 atrás), que exigen cada vez más a los procesos de WM. Se recopilarán alrededor de 50 ensayos por condición de carga para cada participante. La interpretación se grabará utilizando un pad de respuesta compatible con MEG, en el que el dedo índice bloquea y desbloquea un rayo láser. Las salidas del panel de respuesta, incluidos los tiempos de reacción, se registrarán en el archivo MEG. Se medirá el porcentaje de respuestas correctas a los estímulos objetivo y no objetivo.

A diferencia del enfoque MEG convencional en el que se promedian las formas de onda del sensor con respecto al inicio de los estímulos, se calcularán las matrices de covarianza del sensor para pruebas individuales. Luego, se calculará una matriz de covarianza de la forma de onda del sensor total de la condición objetivo promediando las matrices de covarianza de las pruebas individuales para los estímulos objetivo. Luego se promediarán las matrices de covarianza entre los ensayos. Usando la matriz de covarianza total, se obtendrán imágenes de magnitud de fuente MEG en forma de vóxel que cubren todo el cerebro para cada sujeto y cada banda de frecuencia, siguiendo el procedimiento Fast-VESTAL, ver Método en (Huang et al., 2014) y Apéndice en (Huang et al., 2016), midiendo señales bloqueadas en el tiempo durante una tarea N-back de memoria de trabajo para evaluar mejoras en la función cerebral. Se aplicará un método de blanqueamiento previo objetivo para eliminar el ruido ambiental correlacionado y seleccionar objetivamente los modos propios dominantes de la matriz de covarianza de la forma de onda del sensor (Huang et al., 2014).

Otro objetivo es estudiar los correlatos neuronales de posibles disfunciones cognitivas observadas utilizando medidas conductuales en adultos mayores. También se realizarán análisis de correlación de vóxeles para examinar la asociación de imágenes de origen N-back y puntuaciones neuropsicológicas. Todos los temas se combinarán juntos para los análisis de correlación. En cada banda de frecuencia, las imágenes de origen MEG en el espacio MNI-152 (después del suavizado espacial y la transformación logarítmica) se formarán en tres conjuntos de datos 4D: Las dimensiones 1-3 representan las coordenadas x, y y z, y la cuarta dimensión representa a todos los sujetos. Se creará un total de ocho conjuntos de datos para condiciones de 1 y 2 respaldos, y para cuatro bandas de frecuencia. A continuación, a lo largo de la cuarta dimensión, se realizarán análisis de correlación de medidas repetidas en forma de vóxel (Bakdash y Marusich, 2017) entre las imágenes de origen MEG y cada una de las puntuaciones neuropsicológicas. Para cada banda de frecuencia, las condiciones de 1 y 2 retrocesos se tratarán como medidas repetidas en dichos análisis. En este estudio, solo examinaremos las puntuaciones neuropsicológicas que muestran diferencias estadísticas entre grupos. Los análisis de correlación de medidas repetidas crean mapas de correlación de valor r y análisis de conglomerados que se utilizarán para controlar los errores familiares en un nivel de p<0,01 corregido para los mapas de valor r, similar al procedimiento de corrección para el valor F mapas