Ei-invasiivinen aivojen stimulaatio, joka parantaa aikuisten luetun ymmärtämistä

Joka viides aikuinen Yhdysvalloissa ei pysty ymmärtämään lausetta riittävästi. Alhainen lukutaito on suuri kansanterveyskriisi, johon ei ole olemassa ratkaisua: Kansainvälisen aikuisten pätevyyden arviointiohjelman (PIAAC) havainnot osoittavat, että Yhdysvaltojen kansallisissa lukutaitotilastoissa ei ole tapahtunut merkittäviä parannuksia viimeisten 30 vuoden aikana. Tutkimusaineiston tutkimukset osoittavat, että aikuisilla, joilla on alhainen lukutaito Yhdysvalloissa, on herkkä mutta hidas sananlukuprosessi ja sanasto, ja heillä on vaikeuksia ymmärtää lauseita ja kohtia. Huonon luetun ymmärtämisen (RC) määrät ovat erityisen hälyttäviä, koska RC-kyky ennustaa voimakkaasti koulutustuloksia, ammattia ja palkkaa, terveyslukutaitoa/tuloksia ja rikollisuutta. Näiden linkkien kautta World Literacy Foundation arvioi, että lukutaitokriisin osuus Yhdysvaltain BKT:sta on 2 % vuosittain. Nykyiset kultastandardin mukaiset RC-kyvyn interventiot ovat käyttäytymisinterventioita, jotka keskittyvät kognitiivisiin taitoihin, joiden on todettu tukevan RC-kykyä. Interventioiden meta-analyysit osoittavat kuitenkin minimaalisia raakahyötyjä. Aivotutkimus on mahdollistanut "piilotettujen" RC-prosessien tunnistamisen, joita käyttäytymistestit eivät kaappaa. Nämä tutkimukset ovat tunnistaneet johdonmukaisen aivopolun, joka tukee positiivisia RC-tuloksia. Tämä polku on pakottava kohde aivopohjaisille interventioille. Erityisesti viimeaikaiset edistysaskeleet noninvasiivisissa aivostimulaatiotoimenpiteissä tarjoavat lupaavan reitin kliinisesti merkityksellisille, aivoihin perustuville hoidoille. RC:n aivotutkimusta ei kuitenkaan ole muutettu tehokkaaksi aivopohjaiseksi interventioksi. Tarvitaan kiireesti huippuluokan, ei-invasiivista aivostimulaatiointerventiota, joka muuttaa tapaamme lähestyä huonon RC:n kliinistä hoitoa. Nykyinen projekti integroi työmme RC:n aivoverkkotieteessä ja läpimurtoja ei-invasiivisessa stimulaatiossa näihin haasteisiin vastaamiseksi ja aivopohjaisen RC-intervention kehittämiseksi.

Tämän saavuttamiseksi ehdotettu tutkimus kutsuu tyypillisiä aikuisia, joilla on erilaisia ​​RC-kykyjä (hyviä ja huonoja), osallistumaan kolmeen laboratorioon. Aikuisten tutkimisen perusteena on, että nykyisen tutkimuksen tavoitteena on kehittää aivoihin perustuva interventio (ts. non-invasiivinen aivostimulaatio) aikuisten alhaisen lukutaidon hoitoon, koska nykyiset käyttäytymistoimenpiteet aikuisilla ovat suurelta osin epäonnistuneita. N = 225 osallistujaa tulee kolmelle vierailulle; jokaisella käynnillä aikuiset suorittavat käyttäytymistestit, magneettikuvauksen (MRI) ja elektroenkefalografian (EEG). Vierailu 1 määrittää yksilön peruskäyttäytymisen ja aivomittaukset (kokonaiskäyntiaika 3,5 tuntia). Vierailu 2 sisältää käyttäytymiseen perustuvan ja turvallisen, ei-invasiivisen stimulaatiotoimenpiteen yksilölle (kokonaiskäynti 3 tuntia). Stimulaatioon kuuluu kaksi istuntoa, yksi, kun koehenkilöt ovat MRI:ssä, ja toinen, kun koehenkilöillä on EEG. Vierailu 2 sisältää myös käyttäytymistestiä interventiovaikutusten määrittämiseksi. Vierailulla 3 määritetään pitkäaikaiset interventiovaikutukset käyttämällä yksilön käyttäytymistä ja aivomittauksia (kokonaiskäynti 2,5 tuntia). Osallistujat rekrytoidaan ja määrätään satunnaisesti saamaan yksi kolmesta ei-invasiivisesta stimulaatiointerventiosta, ja kaikki saavat kanonisen käyttäytymisintervention, jolloin tutkimuksen pienin alaryhmä on N=75, mikä tarjoaa riittävän tilastollisen tehon (katso Tilastosuunnittelu ja teho). Kaikilla koehenkilöillä on tyypillinen sananlukukyky (suurempi tai yhtä suuri kuin 15. prosenttipiste) ja joko hyvä (yli 25. prosenttipiste) tai huono (alle tai yhtä suuri kuin 25. prosenttipiste) luetun ymmärtäminen. Ei-invasiivisten stimulaatioiden alaryhmiin kuuluu kaksi stimulaatioryhmää, jotka erotetaan vain elektrodien sijoittelun perusteella, ja yksi valekontrolliryhmä. Käyttäytymisinterventioon kuuluu lyhyt paperi/kynä luetun ymmärtäminen. Jokainen interventioalaryhmä jaetaan satunnaisesti, mutta sillä rajoituksella, että luetun ymmärtäminen jakautuu tasaisesti alaryhmien kesken. Tämä saavutetaan kaksoissokkomenetelmiä noudattaen. Keräys alkaa kesällä 2022 ja jatkuu syksyyn 2025. Aikuiset rekrytoidaan Nashvillen yhteisöstä. Käyttäytymistestiä ja magneettikuvausta (stimulaatiolla ja ilman) suoritetaan Vanderbilt Institute for Imaging Science -instituutissa (VUIIS). EEG (stimulaatiolla ja ilman) tapahtuu Vanderbilt Kennedy Centerissä.