Gammavärähtelypoikkeavuuksien havaitseminen ja parantaminen räjähdysperäisissä aivovaurioissa (DAGABBI)

Viimeaikaisten konfliktien veteraanit ovat kokeneet vakavia kognitiivisia ja emotionaalisia ongelmia, jotka ovat johtuneet altistumisesta räjähdyksille. Viimeaikaiset työt viittaavat siihen, että kriittinen tekijä räjähdysaltistuksen jälkiseurauksissa on etäisyys räjähdyksestä eikä aivotärähdyksen oireiden olemassaolo tai puuttuminen. Altistuminen räjäytyksille alle 10 metrin etäisyydeltä on yhdistetty merkittävästi suurempiin kognitiivisiin ja hermohäiriöihin kuin altistuminen yli 10 metrin etäisyydeltä. Räjähdysperäisten aivovaurioiden hermokorrelaatteja ymmärretään huonosti, sillä tähän mennessä tämäntyyppiset aivovauriot ovat saaneet vain vähän tutkimusta. Tutkijat ehdottavat värähtelyjen käyttöä elektroenkefalogrammin (EEG) gammakaistalla (30-100 Hz) veteraanien räjähdysvammaan liittyvän hermopiirin toimintahäiriön havaitsemiseksi ja korjaamiseksi. Gammakaistavärähtelyjen on osoitettu osallistuvan useisiin aivojen toimintoihin, mukaan lukien visuaalinen havainto, selektiivinen huomio, työmuisti, pitkäaikainen muisti ja motorinen ohjaus. Viimeaikaiset eläinmalleissa tehdyt tutkimukset ovat yhdistäneet traumaattisen aivovaurion vaikutukset parvalbumiinia ekspressoiviin (PV+) inhiboiviin neuroneihin, jotka ovat kriittinen elementti gammavärähtelyjä synnyttävässä aivokuoren piirissä. PV+-interneuronien toimintahäiriö liittyy herätettyjen gammavärähtelyjen puutteisiin ja laajakaistaisen gamma-"kohinan" lisääntyneeseen tehoon sekä kognitiivisiin puutteisiin. Äskettäin on myös osoitettu, että PV+-interneuronien stimulointi kuviollisilla ärsykkeillä gammakaistalla voi parantaa näiden interneuronien toimintaa sekä kognitiivista toimintaa neuropsykiatristen häiriöiden eläinmalleissa. Tästä syystä tutkijat uskovat, että gammavärähtelyt ja stimulaatio tarjoavat lupaavia kohteita tutkittavaksi veteraaneissa, jotka kärsivät räjähdysperäisestä aivovauriosta. Tutkijat tutkivat gammakaistan aktiivisuutta ja stimulaatiota 50 veteraanissa, jotka rekrytoidaan VA Boston Healthcare Systemin VA Translational Research Center for TBI and Stress Disorders (TRACTS) osallistujajoukosta.

• Tavoite 1: Arvioida, esiintyykö läheltä (<10 m) vs. kauko- (> 10 m) räjähdyksiä altistetuissa yksilöissä herätettyä gammapuutetta ja lisääntynyttä gammakohinaa. Tutkijat ennustavat, että herätetyn gamman teho ja vaihesynkronisuus vähenevät, kun taas gammakohina lisääntyy teholtaan lähellä kaukoräjäytysryhmiä.
• Tavoite 2: Selvittää, voidaanko gammavärähtelyn poikkeavuuksia, jotka liittyvät läheiseen räjähdysaltistukseen, korjata ei-invasiivisella kuviollisella aististimulaatiolla gammakaistalla. Tutkijat antavat kuusi minuuttia kestävää kuulostimulaatiota 40 Hz:llä. Tutkijat ennustavat, että gammaehdottelu lisää sävyjen aiheuttamia gammavärähtelyjä ehdollisella vs. ehdollistamattomalla taajuudella, kun taas gammakohina vähenee. Nämä vaikutukset ovat suurempia Close-ryhmissä verrattuna Far Blades -ryhmiin.

Tällä hankkeella on myös kaksi tutkivaa tavoitetta:

• 1) Tutkia, lisääntyykö lepotilan delta-kaistan (1-4 Hz) EEG-teho Lähellä verrattuna Far blast -altistusryhmiin, koska delta-teho on lisääntynyt henkilöillä, jotka ovat kokeneet lievän traumaattisen aivovamman verrattuna terveisiin kontrolleihin.
• 2) Koska räjähdysaltistus liittyy valkoisen aineen puutteisiin ja PV+-interneuronien aksonit myelinisoituvat, tutkijat tutkivat, korreloivatko gamma-epänormaalit valkoisen aineen puutteita kuulokuoren diffuusiotensorikuvauksen (DTI) mittauksilla, jotka ovat saatavilla kuulokuoressa. TRACTS-tietokanta.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tämä projekti pyrkii edistämään ymmärrystä räjähdysten vaikutuksista aivojen toimintaan veteraaneissa tutkimalla räjähdysaltistuksen vaikutuksia hermopiireihin, jotka synnyttävät gammavärähtelyjä, ja testaamalla voiko uudentyyppinen ei-invasiivinen aivostimulaatio. parantaa aivojen toimintaa veteraaneissa, jotka ovat alttiina räjähdyksille. Jos projekti onnistuu, se voi johtaa uusiin lähestymistapoihin, joilla voidaan havaita ja korjata veteraaneihin kohdistuvan räjähdysaltistuksen vaikutukset ja auttaa heidän toiminnassaan.