Verkko-ohjattu TMS varhaisessa Alzheimerin taudissa (NetTMS)

Alzheimerin taudista (AD) johtuva dementia on johtava kansanterveysongelma Yhdysvalloissa, ja sen hoitokustannukset ovat valtavat ja jolla ei ole tehokasta lääkehoitoa useista kliinisistä tutkimuksista huolimatta. Lukuisat tutkimukset ovat osoittaneet lievän kognitiivisen vajaatoiminnan (MCI) olevan AD:n edeltäjä ja mahdollisesti altis ei-farmakologiselle interventiolle. Transkraniaalinen magneettistimulaatio (TMS) on lupaava ei-invasiivinen terapeuttinen lähestymistapa, jonka on osoitettu lisäävän aivojen plastisuutta ja parantavan kognitiivisia toimintoja, jotka ovat heikentyneet kaikkialla AD-spektrissä. Vaikka TMS on osoittanut etuja normatiivisissa populaatioissa, on silti tarve osoittaa tehokkuus AD:hen liittyvissä populaatioissa.

Useimmat aiemmat AD:n ja MCI:n neurostimulaatiotutkimukset ovat keskittyneet stimulaation vaikutuksiin yhdellä aivoalueella, mutta onnistuneen muistin taustalla olevia kognitiivisia prosesseja välittää monimutkainen kokoaivoverkosto. Neurostimulaatio vaikuttaa useisiin kohtiin aivokuoren verkostossa, mutta näitä globaalimpia vaikutuksia ei ole käytetty stimulaation kohteina, koska tiedetään rajallisesti yhden kohdan vaikutuksesta laajempiin kortikaalisiin muutoksiin. Tämän ehdotuksen uutuus on, että tutkijat käyttävät tietoa sairastuneiden aivojen verkoston ohjausrakenteesta pohtimalla neuromodulaation vaikutusta globaaleihin aivojen tilan tai yhteyksien muutoksiin ja taustalla olevia verisuonimuutoksia, jotka välittävät pitkän aikavälin seurauksia käyttäytymiseen. Tämä verkkopohjainen TMS on tietoinen toiminnallisesta liitettävyydestä ja neurovaskulaarisista käyttäytymisvasteen välittäjistä keinona räätälöidä TMS-hoito kunkin MCI-potilaan neuropatologiaan, jolloin hoito yksilöidään parempien terapeuttisten vaikutusten saavuttamiseksi.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi tutkijat käyttävät multimodaalista neurokuvausta ja verkkomallinnusta episodisen muistitehtävän aikana osoittaakseen, kuinka fokaalinen neurostimulaatio herättää muutoksia hermoston toiminnassa ja käyttäytymisessä MCI:ssä. Näitä tavoitteita käsitellään kahdessa erityistavoitteessa. Ensinnäkin tutkijat käyttävät verkkopohjaista TMS:ää optimoidakseen muistin onnistumisverkon (MSN) aktivoinnin ryhmässä MCI-potilaita, kohdistaen TMS-sivustoon, joka keskittyi stimulaatiokohdan hallittavuuteen, jotta muistin suorituskyky olisi mahdollisimman hyvä. . Toiseksi tutkimusryhmä arvioi pitkittäistä muutosta rakenteellisissa ja neurovaskulaarisissa tekijöissä, jotka vaikuttavat yksilöllisen verkkopohjaisen TMS:n tehoon useiden samanaikaisten TMS-fMRI-istuntojen aikana. Luomalla multimodaalisen mallin näistä MCI:hen liittyvistä neurovaskulaarisista puutteista tutkijat säätävät järjestelmällisesti verkkopohjaista TMS:ää osoittaakseen, kuinka MCI-aivot voivat kompensoida näitä hermopuutteita. Ehdotettu työ on ensimmäinen laatuaan, jossa arvioidaan verkon hallittavuuden hyödyllisyys TMS-kohteena muistin parantamiselle AD:hen liittyvissä oireyhtymissä, ja ensimmäinen, joka arvioi neuromodulaation lyhytaikaisia ​​neuroplastisia vaikutuksia niin yksityiskohtaisesti. Tästä hankkeesta saadut tiedot voivat näin ollen johtaa uusiin ja innovatiivisiin biometrisiin tietoihin farmakologisten ja ei-farmakologisten hoitovasteiden mittaamiseksi tai kohdennettuihin ja rikastettuihin kliinisiin tutkimuksiin AD:n ja siihen liittyvien sairauksien hoidossa.