Evaluación de los mecanismos neurocomputacionales de la toma de decisiones de exploración-explotación en adultos mayores

Los participantes participarán en cinco sesiones experimentales. Estos incluirán pruebas neuropsicológicas, una batería de toma de decisiones, resonancia magnética funcional y estructural, y dos sesiones de estimulación magnética transcraneal aplicada a una región objetivo o de control. El componente de ensayo clínico se refiere solo a las dos últimas sesiones en las que los sujetos se asignarán aleatoriamente a diferentes grupos para recibir diferentes intervenciones de TMS. Para completar, todas las sesiones se describen a continuación:

240 participantes (110 jóvenes, 130 mayores, 50% mujeres) serán reclutados de la población local de Tucson. Se utilizarán pruebas neuropsicológicas en la primera sesión para excluir a los participantes que muestren síntomas de deterioro cognitivo leve o Alzheimer en etapa temprana.

Batería de toma de decisiones: todos los participantes realizarán la Tarea Horizon (Wilson et al. 2014) para medir el comportamiento de exploración y explotación, además de una batería de Toma de decisiones para medir la asunción de riesgos, la actitud de ambigüedad, el descuento temporal y la variabilidad del comportamiento.

Neuroimagen: 92 adultos jóvenes y 92 adultos mayores volverán a participar en el experimento de resonancia magnética. Todos los participantes serán evaluados durante la entrevista telefónica y la sesión conductual para descartar contraindicaciones para MRI y TMS y se evaluarán una vez más al comienzo de la sesión de MRI. Los experimentos de resonancia magnética se llevarán a cabo en el escáner 3T Skyra en las instalaciones de neuroimagen del Centro Médico de la Universidad de Banner. Todos los experimentos de neuroimagen se realizarán de acuerdo con las pautas de seguridad estándar (Rossi et al. 2009) y los participantes serán evaluados y darán su consentimiento informado antes de que comience el procedimiento.

Cada sesión de exploración durará alrededor de 90 minutos e incluirá una exploración breve del localizador (aproximadamente 1 minuto), una exploración estructural potenciada en T1 (6 minutos), imágenes de tensor de difusión para evaluar la conectividad estructural (DTI, 10 minutos), FLAIR para cuantificar hiperintensidades de la materia (2 minutos), un mapa de campo para corregir las faltas de homogeneidad del campo magnético, especialmente en el polo frontal (2 minutos), IRMf en estado de reposo para medir la conectividad funcional (8 minutos) y IRMf basada en eventos utilizando la tarea que se describe a continuación ( 50-60 minutos). Todos los escaneos funcionales se adquirirán con parámetros optimizados para evitar la caída de la señal en el polo frontal y otras regiones frontales (Deichmann et al. 2003).

Sesiones 4 y 5 (TMS): las sesiones de TMS se ajustan a la definición de un ensayo clínico porque los sujetos se asignarán prospectivamente a diferentes grupos que recibirán diferentes intervenciones en diferentes órdenes. Los participantes de cada grupo de edad se asignarán de forma pseudoaleatoria a grupos según si la región objetivo para TMS es el polo frontal de IFG. Por lo tanto, habrá cuatro grupos distintos de sujetos: polo frontal mayor, polo frontal más joven, IFG mayor, IFG más joven, con 42 participantes (21 hombres, 21 mujeres) en cada grupo. Cada participante participará en dos sesiones de TMS, una de destino y otra de control. El orden de las sesiones se equilibrará entre los temas.

Las sesiones de TMS se llevarán a cabo en las nuevas instalaciones de TMS en Banner University Medical Center. Todos los TMS se administrarán de acuerdo con las pautas de seguridad establecidas (Rossi et al, 2009) bajo la supervisión de co-I Chou, quien es el director de las instalaciones de TMS y tiene una amplia experiencia con TMS en sujetos jóvenes, mayores y con problemas cognitivos. Cuando se siguen correctamente, estas pautas aseguran que la TMS sea un procedimiento muy seguro con solo un puñado de eventos adversos que ocurren en aproximadamente 20 años de investigación.

Después de completar los procedimientos de consentimiento y evaluación, cada sesión de TMS comenzará con la medición del umbral motor de acción (AMT). El AMT se define como la intensidad de estímulo mínima que produce un potencial evocado motor liminal (alrededor de 200 μV en el 50% de 10 intentos) durante la contracción isométrica del músculo evaluado. Después de medir el AMT, los participantes recibirán cTBS (estimulación de 50 Hz al 80 % del AMT durante 40 segundos; Huang et al 2005). La estimulación se aplicará al área objetivo (polo frontal o IFG) o al área de control (vértice) con el orden de las sesiones contrabalanceado entre los participantes. La orientación adecuada de cada región se logrará utilizando un sistema de neuronavegación sin marco (Localite TMS Navigator) con una cámara infrarroja Polaris Spectra (Northern Digital, Waterloo, Ontario, Canadá). Este sistema permite que la estimulación se centre en coordenadas específicas en el espacio del Instituto Neurológico de Montreal (MNI). Las coordenadas [x,y,z] = [35,50,15] se utilizarán para el polo frontal (basado en trabajos previos de fMRI y nuestro estudio TMS original, Daw et al., 2006; Zajkowski et al. 2017) y [x, y,z] = [56,16,22] para el IFG derecho basado en la ubicación de nuestras activaciones en el grupo de pilotos jóvenes. El sitio de control del vértice se define como la posición Cz de un sistema EEG 10-20. Después de recibir TMS, los participantes mirarán una pared blanca durante 1 minuto antes de realizar la tarea Horizon durante 45 minutos.