Tutkimus-hyödyntämisen päätöksenteon neurolaskennallisten mekanismien arviointi vanhemmilla aikuisilla

Osallistujat osallistuvat viiteen kokeelliseen istuntoon. Näihin kuuluu neuropsykologinen testaus, päätöksentekoakku, toiminnallinen ja rakenteellinen MRI ja kaksi transkraniaalista magneettistimulaatiota, joita sovelletaan joko kohde- tai kontrollialueelle. Kliinisen tutkimuksen osa koskee vain kahta viimeistä istuntoa, joissa koehenkilöt jaetaan satunnaisesti eri ryhmiin saamaan erilaisia ​​TMS-interventioita. Täydellisyyden vuoksi kaikki istunnot on kuvattu alla:

240 osallistujaa (110 nuorempaa, 130 vanhempaa, 50 % naisia) rekrytoidaan paikallisesta Tucsonin väestöstä. Ensimmäisen istunnon neuropsykologisia testejä käytetään sulkemaan pois osallistujat, joilla on lievän kognitiivisen heikentymisen tai varhaisen vaiheen Alzheimerin oireita.

Päätöksentekoakku: Kaikki osallistujat suorittavat Horizon Task -tehtävän (Wilson et al. 2014) tutkiakseen ja hyödyntääkseen käyttäytymistä sen lisäksi, että päätöksenteko-akku mittaa riskinottoa, epäselvä asennetta, ajallista diskonttaamista ja käyttäytymisen vaihtelua.

Neurokuvaus: 92 nuorempaa ja 92 vanhempaa aikuista palaavat osallistumaan MRI-kokeeseen. Kaikki osallistujat seulotaan puhelinhaastattelun ja käyttäytymisistunnon aikana magneettikuvauksen ja TMS:n vasta-aiheiden poissulkemiseksi ja seulotaan vielä kerran MRI-istunnon alussa. MRI-kokeet suoritetaan 3T Skyra -skannerissa Banner University Medical Centerin neuroimaging-laitoksessa. Kaikki neuroimaging-kokeet suoritetaan standardien turvallisuusohjeiden mukaisesti (Rossi et al. 2009), ja osallistujat seulotaan ja he antavat tietoisen suostumuksen ennen toimenpiteen aloittamista.

Jokainen skannausistunto kestää noin 90 minuuttia ja sisältää lyhyen lokalisointiskannauksen (noin 1 minuutti), T1-painotetun rakenneskannauksen (6 minuuttia), diffuusiotensorikuvauksen rakenteellisen liitettävyyden arvioimiseksi (DTI, 10 minuuttia), FLAIRin valkoisen kvantifioimiseksi. aineen hyperintensiteetit (2 minuuttia), kenttäkartta magneettikentän epähomogeenisuuksien korjaamiseksi, erityisesti etunapassa (2 minuuttia), lepotilan fMRI toiminnallisen liitettävyyden mittaamiseen (8 minuuttia) ja tapahtumaan perustuva fMRI alla kuvatulla tehtävällä ( 50-60 minuuttia). Kaikki toiminnalliset skannaukset hankitaan parametreilla, jotka on optimoitu estämään signaalin katkeaminen etupylväässä ja muilla frontaalisilla alueilla (Deichmann et al. 2003).

Istunnot 4 ja 5 (TMS): TMS-istunnot sopivat kliinisen tutkimuksen määritelmään, koska koehenkilöt jaetaan prospektiivisesti eri ryhmiin, jotka saavat erilaisia ​​interventioita eri järjestyksessä. Jokaisen ikäryhmän osallistujat jaetaan näennäissatunnaisesti ryhmiin sen mukaan, onko TMS:n kohdealue IFG:n etunapa. Siten on neljä erillistä koehenkilöryhmää: vanhempi etusauva, nuorempi etupala, vanhempi IFG, nuorempi IFG, 42 osallistujaa (21 miestä, 21 naista) jokaisessa ryhmässä. Jokainen osallistuja osallistuu kahteen TMS-istuntoon, yhteen kohde- ja yhteen kontrolliistuntoon. Istuntojen järjestys tasapainotetaan aiheiden välillä.

TMS-istunnot järjestetään uudessa TMS-laitoksessa Banner University Medical Centerissä. Kaikki TMS:t toimitetaan vahvistettujen turvallisuusohjeiden mukaisesti (Rossi et al, 2009) Coun-I Choun valvonnassa, joka on TMS-laitoksen johtaja ja jolla on laaja kokemus TMS:stä nuorilla, vanhoilla ja kognitiivisesti vammaisilla. Oikein noudatettuina nämä ohjeet varmistavat, että TMS on erittäin turvallinen toimenpide, ja vain kourallinen haittatapahtumia ilmenee noin 20 vuoden tutkimuksen aikana.

Suostumus- ja seulontamenettelyjen suorittamisen jälkeen jokainen TMS-istunto alkaa toimintamotorisen kynnyksen (AMT) mittauksella. AMT määritellään ärsykkeen minimiintensiteetiksi, joka tuottaa liminaalisen motorisen potentiaalin (noin 200 μV 50 %:ssa 10 kokeesta) testatun lihaksen isometrisen supistumisen aikana. Kun AMT on mitattu, osallistujat saavat cTBS:n (50 Hz:n stimulaatio 80 % AMT:llä 40 sekunnin ajan; Huang et al 2005). Stimulaatiota sovelletaan joko kohdealueelle (etunapa tai IFG) tai ohjausalueelle (vertex) ja istuntojen järjestys tasapainotetaan osallistujien kesken. Kunkin alueen oikea kohdistus saavutetaan käyttämällä kehyksetöntä neuronavigaatiojärjestelmää (Localite TMS Navigator) ja Polaris Spectra -infrapunakameraa (Northern Digital, Waterloo, Ontario, Kanada). Tämä järjestelmä mahdollistaa stimulaation keskittämisen tiettyihin koordinaatteihin Montrealin neurologisen instituutin (MNI) tilassa. Koordinaatteja [x,y,z] = [35,50,15] käytetään etunapaan (perustuu aiempaan fMRI-työhön ja alkuperäiseen TMS-tutkimukseemme, Daw et al., 2006; Zajkowski et al. 2017) ja [x, y,z] = [56,16,22] oikealle IFG:lle perustuen aktivointiemme sijaintiin nuoressa pilottiryhmässä. Vertexin ohjauspaikka määritellään 10-20 EEG-järjestelmän Cz-paikaksi. Saatuaan TMS:n osallistujat tuijottavat valkoista seinää 1 minuutin ajan ennen kuin suorittavat Horizon-tehtävän 45 minuutin ajan.