Aivotutkimus, jossa arvioidaan neurofysiologisen prosessin nopeuskoulutuksen vaikutuksia veteraaneihin (BRAIN-SPEED)

Vähintään 50-vuotiaat veteraanit, jotka ovat kärsineet lievästä traumaattisesta aivovauriosta (mTBI), ovat kaksi kertaa alttiimpia dementiaan3,22. Vuodesta 2001 lähtien Operation Enduring Freedom (OEF) ja Operation Iraqi Freedom (OIF) -kampanjoiden aikana yli 470 000 veteraanilla diagnosoitiin TBI22. OEF- ja OIF-kampanjoiden tunnushaavan yleisyyden lisäksi mTBI-tapausten määrän uskotaan olevan VA-järjestelmässä paljon suurempi 22,23. Hämmentävää on, että yhä useammalla veteraanilla, erityisesti niillä, joilla on TBI, diagnosoidaan lievä kognitiivinen vajaatoiminta ja suora dementia 50–6023-vuotiailla,24. Koska 72 % veteraaneista (13,2 miljoonaa, luku kasvaa vuosittain) on yli 50-vuotiaita (Vetpop, 2020), VA:n on toteutettava ennaltaehkäiseviä ja kuntouttavia toimia rajoittaakseen kognitiivisen heikkenemisen kasvavaa vaikutusta veteraaniväestössä.

Kognitiivisen harjoittelun paradigmoja on kehitetty ja testattu viime vuosikymmeninä, ja kokonaisvaikutuksista on kiistanalaista10. Ohjelmat, kuten toistuvien tehtävien harjoittelu (esim. luettelon muistaminen ja muistiinpanot), ovat osoittaneet yhteenlaskettuna ristiriitaisia ​​tuloksia, mikä johtuu pääasiassa koulutuksen siirtämisen puutteesta eri aloilla25. Sitä vastoin prosessipohjainen kognitiivinen koulutus on johdonmukaisesti parantanut yleistä kognitiivista kykyä yhdellä ohjelmalla, visuaalisen huomion harjoittelulla, jolla on huomattavia siirtovaikutuksia11. Tunnetaan myös prosessointinopeuskoulutuksena (vrt. - hyödyllinen näkökenttä [UFOV]), visuaalisen tarkkaavaisuuden koulutus tehdään tietokoneella ja kohdistuu ikääntymiseen ja TBI:hen liittyviin havaintovajeisiin26,27.

Muutokset aivotoiminnassa, jotka heikentävät havaintoinformaation käsittelykykyä, ovat todennäköisiä kognition heikentymisen mekanismeja28. Visuaalinen tarkkaavaisuusharjoittelu kehitettiin visuaalisen havainnon asteittaiseksi lisäämiseksi, jotta voidaan suoraan torjua puutteellista näkökenttää11. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että visuaalisen tarkkaavaisuuden harjoittelu lisää ajokykyyn liittyviä instrumentaalisia päivittäisiä toimintoja, mikä johtaa pitkittyneeseen ajoliikkuvuuteen11,26,29. Valitettavasti visuaalisen huomion harjoittamisen paradigmat ovat vaatineet pidennettyä harjoittelun kestoa (kuukausia) ja niillä on taipumus näyttää vaihtelevia tuloksia30. Tunnistettu kognitiivinen mekanismi, joka lisää havainnon yksityiskohtien käsittelyä, on melko voimakas, mutta yksilöllinen harjoitusvaste voi riippua ihmisen kyvystä soveltaa selektiivistä kortikaalista estoa7. Elektroenkefalografialla (EEG) mitattujen kortikaalisten värähtelyjen uskotaan heijastavan tällaista estoa. Viimeaikainen EEG-työ visuaalisen tarkkaavaisuuden harjoittelun aikana on osoittanut, että ihmisillä, jotka osoittavat selektiivistä alfa-kuvioiden sitoutumista, on nopeampi käsittelynopeus ja parempi havaintosyrjintä9,18,31.

Äskettäiset VA:n rahoittamat ikääntymisen projektimme ovat osoittaneet, että proseduaalinen motorisen oppimisen suorituskyky liittyy yksilöllisiin eroihin kiihottavuudessa/esityksessä (E/I-tasapaino), joka on arvioitu transkraniaalisella magneettistimulaatiolla (TMS)4,32 (Novak et al., tarkastelun alla) . Lisäksi tohtori Visscherin (Co-I) työ on myös osoittanut, että neurologiset muutokset aivokuoren aktiivisuudessa ovat ilmeisiä jo 10 tunnin visuaalisen tarkkaavaisuuden harjoittelun jälkeen33. Tässä projektissa arvioidaan muutoksia aivokuoren eston EEG-mittauksissa vanhemmilla veteraanilla havainnoinnin parantamiseksi mukautetun visuaalisen huomion harjoitusohjelman avulla. Meillä on myös ainutlaatuinen tilaisuus arvioida, liittyvätkö aivokuoren motorisen stimulaation avulla nopeasti ja luotettavasti saatavat TMS-mitat suoraan EEG:n visuaalisen huomion E/I-tasapainoon, kuten epäilemme. Tämä työ laajentaa tiimin aiempaa työtä neuromodulaatiossa käyttämällä edullisia, ei-farmakologisia kuntoutustekniikoita.