Entrenamiento de Neurofeedback para Adultos Mayores

Fondo:

Los síntomas subclínicos de depresión y ansiedad son comunes en los adultos mayores, y algunas estimaciones indican que estos síntomas están presentes en el 10-52 % de los adultos mayores que viven en la comunidad. Algunos estudios han demostrado que los adultos mayores con depresión subclínica y ansiedad tienen más probabilidades que aquellos con bajos niveles de síntomas relevantes de ser diagnosticados con trastornos afectivos y deterioro cognitivo leve o demencia más adelante en la vida. Por lo tanto, las intervenciones para las personas mayores con síntomas subclínicos elevados de depresión y ansiedad son cruciales para prevenir los trastornos afectivos y la demencia en etapas posteriores de la vida. Durante las experiencias emocionales negativas, la corteza prefrontal (PFC) juega un papel fundamental en la regulación negativa de la actividad. La disfunción de PFC puede causar diferentes síntomas de ansiedad y estado de ánimo.

El entrenamiento con neurorretroalimentación es una técnica de neurorrehabilitación no farmacéutica que puede mejorar potencialmente la función prefrontal y mejorar la salud mental y las funciones cognitivas. Esta técnica utiliza la retroalimentación sensorial para enseñar a las personas a autorregular actividades cerebrales específicas, con el objetivo de inducir neuroplasticidad y mejoras funcionales a largo plazo. Tradicionalmente, el entrenamiento con neurorretroalimentación se ha llevado a cabo utilizando EEG, y muchas investigaciones han aplicado tales intervenciones de entrenamiento para el tratamiento de una variedad de trastornos psiquiátricos. En los últimos años, ha crecido el interés en usar fNIRS para ofrecer entrenamiento de neurorretroalimentación. El mecanismo subyacente de dicho entrenamiento con fNIRS es diferente del entrenamiento con EEG. En comparación con EEG, fNIRS tiene una resolución temporal más baja pero una resolución espacial más alta y es más resistente a los artefactos de movimiento. Además, un estudio reciente mostró que los pacientes con trastorno de ansiedad social habían reducido los síntomas de ansiedad después del entrenamiento con neurorretroalimentación fNIRS.

Plan de Investigación y Metodología:

Diseño: este proyecto propuesto ha sido diseñado de acuerdo con el consenso actual sobre el informe y el diseño experimental de estudios clínicos y de neurorretroalimentación cognitivo-conductual. Los participantes serán asignados al azar y por igual a uno de los tres grupos de entrenamiento de neurorretroalimentación: (1) simulado, (2) EEG y (3) fNIRS. Cada participante completará una evaluación neurofisiológica (1) antes, (2) inmediatamente después y (3) 1 mes después de la intervención.

Participantes: 90 adultos mayores sin demencia serán reclutados a través de anuncios en PolyU y ONG. El criterio de inclusión es: (i) edad de 60-79 años; (ii) diestro según la evaluación mediante la forma abreviada del Edinburgh Handedness Inventory; (iii) una puntuación moderada o más alta en al menos una de las subescalas de depresión y ansiedad (pero no necesariamente en ambas) de la Depression Anxiety Stress Scale-21 (DASS-21); (iv) sin antecedentes de trastornos neurológicos o psiquiátricos; (iv) sin antecedentes de lesión cerebral traumática que requiera hospitalización; (vi) no usar actualmente medicación psicotrópica; (vii) habilidad para leer chino tradicional; (viii) visión normal o corregida a normal; y (ix) una puntuación de al menos 19 en la Evaluación cognitiva de Hong Kong Montreal (HK-MoCA).

Los criterios de inclusión que planeamos usar se basaron en los empleados por los estudios de neurorretroalimentación prefrontal en los trastornos del estado de ánimo o de ansiedad. Convencionalmente, los participantes se seleccionan en función de un cierto umbral de síntomas depresivos o de ansiedad, sin que la disfunción cognitiva o cerebral constituya un criterio de inclusión. No obstante, dado que la variación en los niveles de funcionamiento cognitivo y de la CPF puede afectar la respuesta al tratamiento, los análisis posteriores considerarán los niveles de funcionamiento cognitivo y de la CPF basales.

Procedimientos del estudio: los participantes potenciales primero serán sujetos a una evaluación de selección para evaluar la elegibilidad. Las personas elegibles serán invitadas a PolyU para evaluación y capacitación. La capacitación comprenderá 10 sesiones de 60 minutos realizadas en 4 semanas. Cada sesión incluirá un tiempo de entrenamiento efectivo de 25 minutos, para un tiempo de entrenamiento total de 250 minutos, de acuerdo con las recomendaciones recientes. Además, los participantes realizarán 3 tareas experimentales bajo registro simultáneo de EEG-fNIRS y completarán varios cuestionarios en 3 puntos de tiempo, como se describe en la sección 'Evaluación neurofisiológica'. Múltiples estudios han demostrado que el entrenamiento con EEG, fNIRS y neurofeedback se puede aplicar a adultos mayores de 70 años e incluso a personas con demencia. Por lo tanto, esperamos que los adultos mayores que son evaluados para demencia por el HK-MoCA puedan seguir los protocolos de evaluación y capacitación.

Entrenamiento de Neurofeedback: Durante el entrenamiento, se les pedirá a los participantes que sigan las instrucciones en la pantalla de una computadora. Completarán cinco rondas de tareas de entrenamiento. Cada ronda comienza con una fase de descanso de 30 s seguida de 4,5 min de fase de autorregulación. Durante la fase de descanso, aparecerá una cruz de fijación en la pantalla y se indicará a los participantes que se queden quietos y relajados. Durante el período de regulación, se les pedirá a los participantes que hagan que el cuadrado cambie de blanco a negro (es decir, una recompensa social intrínseca), pero no se les darán estrategias específicas. La oscuridad del color representará el aumento de la asimetría alfa frontal o la asimetría de la oxihemoglobina (HbO) frontal. Los valores en este momento se compararán con la línea de base previa a la regulación de 20 s. En la condición simulada, los participantes recibirán comentarios visuales basados ​​en grabaciones previas y/o grabaciones de otros participantes. Los participantes se someterán a un período de descanso de 3 minutos antes y después de cada sesión de entrenamiento para realizar un seguimiento de los cambios en la actividad cerebral en estado de reposo dentro y entre las sesiones.

Durante cada sesión de entrenamiento, se utilizará un gorro ajustado al tamaño de la cabeza del participante para montar los sensores EEG y fNIRS. La configuración del hardware será la misma para todos los grupos para garantizar que tanto el participante como el experimentador estén cegados. Para que el EEG sea registrado por el amplificador ANT eego rt8 (ANT Neuro, Hengelo, Países Bajos), se colocarán electrodos en Fp1, F3, F4, Fz, Fpz, Cz, GND (tierra), VEOG inferior y en los dos lóbulos de las orejas (referencias). Los datos se recogerán a 2.048 Hz. Para que fNIRS sea registrado por el sistema portátil OctaMon+ (Artinis Medical Systems, Gelderland, Países Bajos), se colocarán en el cuero cabelludo dos fuentes, cada una rodeada por cuatro detectores colocados a aproximadamente 3 cm de distancia, de modo que los dos canales cerca de la fisura cerebral a cada lado de los hemisferios están rodeados F3 y F4. Los datos se muestrearán a 50 Hz. Dependiendo del grupo de entrenamiento, se elegirá como objetivo la asimetría frontal en términos de la diferencia de potencia alfa (8-13 Hz) entre F3 y F4 y el cambio medio en la concentración de HbO entre el PFC izquierdo y derecho. Para ambos grupos de entrenamiento reales, la transmisión de datos en tiempo real se realizará utilizando Lab Streaming Layer y OpenVibe de acuerdo con las pautas publicadas.

Evaluación neurofisiológica: se administrará una evaluación neurofisiológica de 1,5 h en cada uno de los 3 puntos de tiempo (pre, post y seguimiento de 1 mes) para evaluar los efectos del entrenamiento con neurofeedback. Los participantes completarán el DASS-21 (versión en chino) para medir sus síntomas depresivos y de ansiedad durante la última semana; la Escala de Ansiedad y Depresión Hospitalaria (HADS; versión china) para medir sus signos de ansiedad y depresión durante la semana anterior; el índice de calidad del sueño de Pittsburgh para medir la calidad del sueño durante el último mes; la Escala de Satisfacción con la Vida (versión en chino) para cuantificar su satisfacción general con la vida; y Lawton Instrumental Activities of Daily Living Scale (IADL; versión en chino) para evaluar las habilidades de vida independiente. Los participantes también completarán tres tareas computarizadas para evaluar diferentes componentes de la función cognitiva frontal bajo mediciones simultáneas de EEG-fNIRS, utilizando la misma configuración que el entrenamiento de neurorretroalimentación. En la primera visita, los participantes también completarán el HK-MoCA para detectar demencia. Inmediatamente después de la intervención, se les preguntará si conocen la asignación de su grupo de tratamiento para verificar la fuerza del cegamiento.

Cada tarea de evaluación (ojos abiertos, Stroop emocional, n-back) propuesta para esta investigación comprenderá una condición difícil y una fácil. La prueba de ojos abiertos se usa para permitir que la máquina mida la línea base de activación cuando los participantes abren los ojos. Requiere que los participantes mantengan los ojos abiertos durante 3 minutos. La tarea de Stroop emocional se utiliza para evaluar el control inhibitorio. A los participantes se les muestran fotos de diferentes emociones con nombres de emociones en chino tradicional no relacionados. Se les pide que nombren las fotos por emoción. Requiere que los participantes inhiban sus emociones dirigidas por las palabras y reaccionen al contenido de la foto. Las diferencias en la precisión y el tiempo medio de reacción (RT) y los cambios en la concentración de HbO prefrontal y el poder theta entre las dos condiciones serán las variables dependientes. La tarea n-back se utiliza para evaluar la memoria de trabajo. Durante la tarea, a los participantes se les muestra una secuencia de dígitos y se les pide que juzguen presionando un botón si el dígito que están viendo es cero (0-retroceso; fácil) o el mismo dígito que vieron dos veces antes (2-retroceso; difícil). ). Las diferencias en la precisión y el RT medio y los cambios en la concentración de HbO prefrontal y el poder theta entre las dos condiciones serán las variables dependientes.

Análisis de datos: en este proyecto, las medidas de resultado primarias son medidas de estado de ánimo y ansiedad (es decir, puntuaciones DASS-21 y HADS), y las medidas de resultado secundarias son medidas de rendimiento de tareas y PFC, así como otras medidas de salud mental. Las medidas de resultado se analizarán de acuerdo con la lista de verificación CRED-nf. Modelos mixtos lineales con grupo (simulado, EEG, fNIRS), tiempo (línea de base, post, seguimiento) y condición (fácil, difícil) como factores fijos; y el sujeto como factor aleatorio se utilizará para analizar los datos de comportamiento, fNIRS y EEG. Esperamos que los participantes en los dos grupos reales de entrenamiento con neurorretroalimentación demuestren mejoras significativas en la salud mental, la función cognitiva y la función del lóbulo frontal en las evaluaciones posteriores y de seguimiento en relación con los participantes del grupo simulado. Además, evaluaremos las diferencias en los cambios previos y posteriores en la salud mental y las funciones cognitivas entre los dos grupos de entrenamiento reales. Además, examinaremos la correlación entre los niveles de funcionamiento cognitivo y PFC de referencia y los cambios previos y posteriores en las puntuaciones de DASS-21 para dilucidar las diferencias individuales en la respuesta al tratamiento para cada grupo de neurorretroalimentación.