Detección y mejora de anomalías de oscilación gamma en lesiones cerebrales relacionadas con explosiones (DAGABBI)

Los veteranos de conflictos recientes han experimentado serios problemas cognitivos y emocionales como resultado de la exposición a explosiones. Trabajos recientes sugieren que un factor crítico en las secuelas de la exposición a explosiones es la distancia desde la explosión, más que la presencia o ausencia de síntomas de conmoción cerebral. La exposición a explosiones desde una distancia de <10 m se ha asociado con alteraciones cognitivas y neurales significativamente mayores que la exposición a explosiones desde >10 m. Los correlatos neuronales de las lesiones cerebrales relacionadas con explosiones son poco conocidos, ya que hasta la fecha este tipo de lesión cerebral ha recibido poca atención de investigación. Los investigadores proponen utilizar oscilaciones en la banda gamma (30-100 Hz) del electroencefalograma (EEG) para detectar y remediar la disfunción del circuito neural relacionada con lesiones por onda expansiva en veteranos. Se ha demostrado que las oscilaciones de la banda gamma están involucradas en varias funciones cerebrales, incluida la percepción visual, la atención selectiva, la memoria de trabajo, la memoria a largo plazo y el control motor. Estudios recientes en modelos animales han relacionado los efectos de la lesión cerebral traumática con las interneuronas inhibidoras que expresan parvalbúmina (PV+), que son un elemento crítico del circuito cortical que genera oscilaciones gamma. La disfunción de las interneuronas PV+ se asocia con déficits en las oscilaciones gamma provocadas y un mayor poder del "ruido" gamma de banda ancha, así como con déficits cognitivos. También se ha demostrado recientemente que la estimulación de las interneuronas PV+ mediante estímulos modelados en la banda gamma puede mejorar la función de estas interneuronas, así como la función cognitiva, en modelos animales de trastornos neuropsiquiátricos. Por lo tanto, los investigadores creen que las oscilaciones gamma y la estimulación proporcionan objetivos prometedores para la investigación en veteranos que sufren lesiones cerebrales relacionadas con explosiones. Los investigadores investigarán la actividad de la banda gamma y la estimulación en 50 veteranos que serán reclutados del grupo de participantes del Centro de Investigación Traslacional de VA para TBI y Trastornos de Estrés (TRACTS) en el Sistema de Salud de VA Boston.

• Objetivo 1: Evaluar si los déficits gamma evocados y el aumento del ruido gamma están presentes en personas expuestas a explosiones cercanas (<10 m) frente a explosiones lejanas (>10 m). Los investigadores predicen que la energía gamma evocada se reducirá en potencia y sincronía de fase, mientras que el ruido gamma aumentará en potencia, en los grupos de explosión cercanos en comparación con los lejanos.
• Objetivo 2: Determinar si las anormalidades de la oscilación gamma asociadas con la exposición a explosiones cercanas pueden remediarse mediante estimulación sensorial no invasiva con patrón en la banda gamma. Los investigadores administrarán 6 min de estimulación auditiva en estado estable a 40 Hz. Los investigadores predicen que el acondicionamiento gamma aumentará las oscilaciones gamma provocadas por los tonos en la frecuencia condicionada frente a la no condicionada, mientras que el ruido gamma disminuirá. Estos efectos serán mayores en los grupos Cercanos que en los lejanos.

Este proyecto también tiene 2 objetivos exploratorios:

• 1) Investigar si la potencia del EEG de la banda delta en estado de reposo (1-4 Hz) aumenta en los grupos de exposición Cercana en relación con la exposición Lejana, ya que la potencia delta aumenta en las personas que han experimentado una lesión cerebral traumática leve en comparación con los controles sanos.
• 2) Dado que la exposición al estallido se asocia con déficits de sustancia blanca y los axones de las interneuronas PV+ están mielinizados, los investigadores examinarán si las anomalías gamma se correlacionan con los déficits de sustancia blanca según lo evaluado por imágenes de tensor de difusión (DTI) medidas en la corteza auditiva, disponibles en el Base de datos TRACTOS.

En resumen, este proyecto busca avanzar en la comprensión de los efectos de las explosiones en la función cerebral de los veteranos al investigar los efectos de la exposición a explosiones en los circuitos neuronales que generan oscilaciones gamma y al probar si un nuevo tipo de estimulación cerebral no invasiva puede mejorar la función cerebral en veteranos expuestos a explosiones. Si tiene éxito, este proyecto podría conducir a nuevos enfoques para detectar y remediar los efectos de la exposición a explosiones en los veteranos y ayudar en su recuperación funcional.