Mejora cognitiva mediante neuroestimulación individualizada y basada en modelos

El propósito de esta investigación es comparar los efectos de diferentes protocolos de estimulación eléctrica transcraneal (tES) tanto en EEG como en marcadores de comportamiento asociados con la atención y el control cognitivo. Ambos protocolos tES convencionales (tDCS, tACS) se compararán con formas de onda de estimulación personalizadas derivadas de un modelo neuronal individualizado de todo el cerebro (MINDy) y con períodos de estimulación simulada o sin estimulación.

Los enfoques de estimulación cerebral no invasiva son muy prometedores como intervención para mejorar la función cognitiva y cerebral en humanos, tanto en poblaciones de adultos jóvenes clínicamente deteriorados como incluso en poblaciones de adultos jóvenes sanos. La estimulación eléctrica transcraneal, conocida como tES, se refiere a una familia de métodos que utilizan tecnologías de bajo costo e involucran corrientes de baja intensidad que son seguras para los humanos y conllevan un riesgo mínimo de efectos secundarios o eventos adversos. Los enfoques convencionales, que utilizan corrientes continuas fijas (tDCS) o corrientes alternas a una frecuencia oscilatoria fija (tACS), se han utilizado ampliamente como herramienta de investigación básica y como intervención clínica. Sin embargo, la literatura actual sugiere que los tES pueden ser más efectivos cuando se implementan con protocolos de estimulación que sean: 1) personalizados (es decir, que respeten las diferencias individuales en la anatomía y función del cerebro); y 2) informado por una comprensión de los mecanismos que gobiernan la dinámica y las interacciones de activación de la red cerebral.

Los investigadores utilizarán un diseño de grupo único en el que 60 adultos jóvenes sanos reciben diferentes protocolos de estimulación (más 10-12 adicionales reclutados durante la fase de prueba piloto inicial), aleatorizados dentro del sujeto durante cualquier estado de reposo (Objetivos 1, 2 ) o condiciones de tareas cognitivas (objetivo 3), mientras que la actividad cerebral se controla con electroencefalografía (EEG). Durante los períodos de registro de EEG, las épocas de estimulación se mezclarán aleatoriamente con épocas de estimulación simulada o sin estimulación, con los participantes enmascarados ante la condición. Además, los protocolos de estimulación convencionales (tDCS, tACS) se compararán con formas de onda de estimulación personalizadas derivadas de un modelo neuronal individualizado de todo el cerebro.

El estudio constará de dos sesiones de EEG + tES, cada una de las cuales durará aproximadamente una hora y se realizarán en días separados.

Los resultados se evaluarán en términos de diferentes marcadores EEG, incluida la potencia espectral tanto en el sitio de estimulación como en las redes cerebrales objetivo asociadas con la atención y el control cognitivo (redes frontoparietales [FPN] y de modo predeterminado [DMN]). El desempeño conductual también se evaluará en una tarea experimental bien establecida (AX-CPT) que manipula la atención y demandas de control cognitivo, en términos de precisión clave y índices de desempeño del tiempo de reacción.