Los cambios funcionales del cerebro acompañan los efectos moduladores de la estimulación de la corriente continua transcraneal en el deterioro cognitivo

Como el registro Apriori no se realizó antes del inicio del estudio y todos los participantes ya se sometieron a una intervención de TDCS, los investigadores presentan el protocolo del estudio retrospectivamente después de la finalización del proyecto. Este estudio se realizó en el Instituto Nacional de Salud Mental y Neurociencias (Nimhans), Bengaluru, India, con la aprobación del Comité de Ética Institucional de Nimhans.

Ejemplo de estudio: todos los participantes de consentimiento de ambos sexos (rango de edad: 55 - 84 años) que cumplen con los criterios de inclusión y exclusión (ver más abajo), quienes asistieron consecutivamente a los servicios ambulatorios de la clínica y los servicios geriátricos (GCS), NIMHANS desde agosto de 2019 hasta diciembre de 2022 fueron reclutados con demanda de memoria con su estudio con su estudio informado. Solo los individuos diestros fueron reclutados según lo evaluados utilizando el Inventario de Handedness de Edimburgo (EHI). Los participantes fueron examinados para garantizar que solo se recluten aquellos con una audiencia óptima y agudeza visual. Los diagnósticos clínicos de DCL y AD leve realizados por médicos en el GCS en NIMHANS se confirmaron utilizando el Instituto Nacional sobre el Envejecimiento - Asociación de Alzheimer (NIA -AA) criterios de diagnóstico y calificación de demencia clínica [CDR] (puntajes CDR de 0.5 para MCI y 1 para EA leve). Los participantes con puntajes CDR por encima de 1 fueron excluidos de este estudio. Otros criterios de exclusión incluyeron afecciones médicas concurrentes como hipotiroidismo, hipercalcemia, deficiencia de vitamina B12, hipertensión no controlada y diabetes, neurosifilia, hidrocefalia normal, hematoma subdural, etc., que requieren inicio de intervenciones médicas/quirúrgicas y/o titración de medicamentos; Las enfermedades psiquiátricas y neurológicas principales preexistentes, como los trastornos del espectro de esquizofrenia, el trastorno afectivo bipolar, el trastorno depresivo mayor, el trastorno obsesivo compulsivo, la dependencia de la falta de la discapacidad intelectual, la enfermedad de Parkinson y los trastornos relacionados, el accidente cerebrovascular, la epilepsia y otros trastornos crónicos neurológicos/neuroderadores/neuroderativos y los tordadores de la cabeza significativos; y el uso actual de antipsicóticos, antidepresivos y benzodiacepinas. Cuarenta pacientes (19 MCI y 21 AD leve) consintieron en participar en el estudio y completaron el protocolo de intervención TDCS, que comprendía sesiones diarias de TDCS de 20 minutos durante 10 días. Todos los participantes se sometieron a evaluaciones neuropsicológicas detalladas, imágenes de resonancia magnética funcional en estado de reposo (RSFMRI), imágenes de resonancia magnética funcional basadas en tareas (TBFMRI), así como en el estado de reposo de la magnetoencefalografía del estado (RSMEG) después de la intervención de TDC.

Batería neuropsicológica para ancianos (NNB-E): esta batería incluye pruebas de memoria episódica, funciones ejecutivas, atención, función visuoespacial y signos focales parietales y requirió 1.5 horas para administrar y anotar. Las evaluaciones se llevaron a cabo al inicio (pre-TDC) y después de completar la última sesión de TDCS (post-TDCS). Estas evaluaciones previas y posteriores a TDCS se realizaron de una manera que impidió que el mismo investigador hiciera ambas pruebas para un participante en particular. Además, la persona que realizó la evaluación posterior a TDCS fue ciega a los resultados de la previa evaluación. Se usaron dos formas diferentes para las evaluaciones previas y posteriores a TDCS de un participante para evitar los efectos de práctica. La prueba de Shapiro Wilk se realizó para verificar la distribución de normalidad de las diferencias entre las puntuaciones previas y posteriores a TDCS para cada sub-prueba (n = 26) de NNB-E. En consecuencia, las pruebas t emparejadas y las pruebas de rango firmadas de Wilcoxon se llevaron a cabo respectivamente para puntajes de sub-prueba distribuidos normalmente y no normalmente para buscar efectos significativos de la intervención TDCS.

Imágenes de resonancia magnética (MRI): las resonancias magnéticas se adquirieron en un escáner 3tesla Philips Ingenia CX (Philips Healthcare, Países Bajos) con una bobina de cabeza de matriz en fase de 32 canales. Durante la adquisición de RS-FMRI, los participantes recibieron instrucciones de permanecer física y mentalmente relajado con los ojos abiertos y no enfocarse en nada en particular. Estas imágenes de RM funcionales correspondientes a cada participante fueron examinadas visualmente para el escáner o artefactos relacionados con la adquisición. Los datos RS-FMRI de un participante cada uno de los grupos MCI y AD leve mostraron una variación de intensidad de más del 5% en dos volúmenes consecutivos que indican una mala calidad de las imágenes funcionales debido a los artefactos de movimiento validados utilizando el derivado de la varianza cuadrada media raíz sobre los vóxeles (DVAR). Después de la exclusión de los escaneos pre y post-RSFMRI de estos dos participantes, los datos de los 38 participantes restantes (n = 18 en el grupo MCI y N = 20 en el grupo de AD leve) se analizaron adicionalmente. La semilla para el análisis de conectividad funcional del estado de reposo de semillas a vóxel (S2V-RSFC) se estableció utilizando el Atlas cortical de Harvard, como la giro frontal media izquierda (LMFG), correspondiente al DLPFC izquierdo, el sitio de los TDC anodales. El análisis entre la intervención pre y post-TDCS se realizó utilizando la máscara esférica de LMFG como 'semilla' y el volumen de cerebro completo para 'voxels'. Se implementaron estadísticas paramétricas de dos colas para obtener los resultados utilizando un umbral de extensión a nivel de clúster (P-FDR corregido) con el umbral de vóxel a P <0.001 (P-UNCORECT) y el umbral de clúster a P <0.05 (P-corrección).

Se usó un nuevo paradigma de memoria episódica, que comprende dos tareas: una tarea de codificación incidental y una tarea de recuperación intencional, para la adquisición de TB-FMRI. En la tarea de codificación incidental, los participantes recibieron instrucciones de cada prueba para indicar que usa un botón Presione si las imágenes visuales presentadas eran de objetos vivos o no vivos. En la tarea de recuperación intencional, la instrucción para cada prueba era indicar el uso de un botón de presionar, si las imágenes visuales presentadas se vieron antes (imágenes de memoria, MI) o no se vieron antes (imágenes no memoria, NMI). El número óptimo de ensayos para la tarea de codificación incidental (objetos vivos: 55; objetos no vivos: 55; Cross de fijación: 56) y la tarea de recuperación intencional (imágenes de memoria, MI: 55; imágenes no memoria, NMI: 55; Cross de fijación: 56) se estimó utilizando el estimulador de fMRI para maximizar las varianzas predecibles entre las tres clases de prueba para cada una de las dos tareas de prueba de cada uno de los dos tareas de prueba. Solo se analizaron los participantes que muestran más del 60% de precisión del rendimiento tanto en la codificación incidental como en la recuperación intencional. El preprocesamiento y los análisis de datos de fMRI basados ​​en tareas de los participantes restantes con AD temprano (n = 30; MCI = 15, AD = 15) se llevaron a cabo utilizando FMRI Expert Analysis Tool (feat) Versión 6.00 de la Biblioteca de Software FMrib (FSL), implementando el análisis de datos de datos FMRI basado en modelos de alta calidad. Las imágenes estadísticas z (Gussianized T/F) se umbraron no paramétricamente utilizando grupos determinados por Z> 2.3 y un umbral de significancia de clúster corregido de P = 0.05.

Magnetoencefalografía (MEG): los datos pre y post-RSMEG se adquirieron utilizando el escáner Elekta Neuromag® Triux ™ MEG. Dos participantes (1 en la muestra de MCI y 1 en la muestra de AD leve) optaron por no participar en la adquisición de MEG, y cuatro participantes (3 en la muestra MCI y 1 en la muestra de AD leve) no participaron en escaneos posteriores a MEG; Los datos de MEG de los participantes restantes con AD temprano (n = 34; MCI = 15, AD leve = 19) fueron preprocesados ​​aún más. Las grabaciones de meg cerradas de los ojos de descanso se llevaron a cabo en una posición sentada empleando el siguiente protocolo: tasa de muestreo 2000 Hz, registro de habitación vacía = 2 minutos, Meg en estado de reposo = 15 minutos. Los datos de EEG se adquirieron simultáneamente para garantizar que los participantes estuvieran alerta y relajados durante la grabación. Se adquirieron electrocardiograma (ECG), electromiografía (EMG) y electrooculograma (EOG) para eliminar los artefactos del corazón, los músculos y los oculares, respectivamente. El control de calidad (QC) de los datos de MEG se realizó utilizando MaxFilterTM (VER 2.2), un software incorporado para el sistema Elekta/Neuromag. La supresión de la interferencia debido a artefactos ambientales y periódicos se llevó a cabo utilizando el método de separación de espacio de señal espacio -temporal (TSSS). Usando el método Welch, se realizó un análisis de espectro de potencia en 5 minutos de grabación de MEG sin artefactos. Los valores de densidad del espectro de potencia extraídos (PSD) para oscilaciones neuronales cubrieron bandas de frecuencia canónica [delta (2-4 Hz), theta (4-8 Hz), alfa (8-12 Hz), beta (13-30 Hz), gamma (30-60 Hz) y Gamma2 (60-90 HZ)]. Se realizó una prueba t emparejada entre los valores pre y post-TDCS de PSD normalizado, corrigiendo para comparaciones múltiples [pruebas de permutación (1000 aleatorizaciones), método Monte Carlo] (corregido FDR), controlando el tiempo y la frecuencia.

La dependencia entre la fase de oscilaciones de baja frecuencia (FP) y la amplitud de los ritmos de alta frecuencia (FA) se cuantificó utilizando el acoplamiento de amplitud de fase (PAC). La fuerza de acoplamiento para cada participante se estimó utilizando PAC resuelto en el tiempo (TPAC), lo que muestra el menor error relativo. El TPAC se estimó buscando la oscilación de FP con las ráfagas PAC más fuertes para FA, durante una ventana de tiempo, que se desliza en los datos de entrada MEG. Se usó una longitud de época de 10 segundos para el análisis, y dado que la banda de interés FP era de entre 4 y 8 Hz, se eligieron tres ciclos completos de la banda FP para producir una longitud de ventana deslizante de 0,75 segundos. Los comodulogramas promedio se extrajeron utilizando mapas TPAC de todos los pacientes con MCI (n = 15) y AD leve (n = 19) en la corteza entorrinal izquierda que juega un papel crítico en la memoria episódica y es vulnerable a la fisiopatología temprana en AD. Se realizó una prueba t emparejada fuera de este software utilizando MATLAB® (https://www.mathworks.com) para encontrar la diferencia significativa (FDR corregida P <0.05) en la resistencia de acoplamiento entre la fase de las frecuencias bajas (4-8 Hz) y la amplitud de las altas frecuencias (30-90 Hz) corrigiendo para comparaciones múltiples a través del tiempo y la frecuencia.