Nopeutettu ajoittainen Theta-purske-stimulaatio kognitiivisen toiminnan ja tasapainon muokkaamiseksi dementiassa ja muistinmenetyksessä

Noin 20-30 % yli 65-vuotiaista kanadalaisista aikuisista laskee joka vuosi, ja tämä osuus kasvaa dramaattisesti yli 85-vuotiailla [2]. Väestön ikääntymisen myötä raportoitujen kaatumisten määrä on kasvanut 47 prosenttia vuodesta 2008 vuoteen 2020 [3]. Kognitiivisen vajaatoiminnan omaavilla henkilöillä on 8 kertaa suurempi riski kaatua kuin niillä, joilla ei ole [4]. Tasapaino on keskeinen kaatumisriskitekijä [5-7], ja on näyttöä siitä, että tasapainon hallinta on kognitiivisen heikkenemisen merkki [8]. Esimerkiksi kognitiivinen toiminta korreloi merkittävästi asennon hallinnan [9] ja asennon heilahtelun [10] kanssa. Parkinsonin taudissa tasapaino on yhdistetty suurempiin johtajien toimintahäiriöihin ja hitaampaan käsittelynopeuteen [11].

Neuromodulatorisilla tekniikoilla indusoitu synaptinen plastisuus voi johtaa parannuksiin motorisissa ja kognitiivisissa toiminnassa. Yksi tällainen tekniikka on Transkraniaalinen magneettistimulaatio (TMS), ei-invasiivinen neuromodulaation muoto. Synaptisen plastisuuden indusoimiseksi magneettiset ärsykkeet toimitetaan TMS:n kautta theta-purkauskuvioissa. Tämä sisältää jatkuvan teetapurskeen stimulaation (cTBS), joka indusoi pitkäkestoisia masennusta (LTD) muistuttavia muutoksia hermosolujen kiihtyvyydessä, ja ajoittaista thetapurske-stimulaatiota (iTBS), joka indusoi pitkän aikavälin potentiaation (LTP) kaltaisia ​​muutoksia hermosolujen kiihottavuudessa [12]. Aikaisempi kirjallisuus viittaa siihen, että iTBS voi olla tehokas työkalu kognition ja motorisen toiminnan moduloimiseen.

Wu et ai. (2022) havaitsivat Alzheimerin tautia sairastavien potilaiden muistitoiminnan paranemisen dorsolateraaliseen prefrontaaliseen aivokuoreen (DLPFC) annetun 14 päivän iTBS-hoidon jälkeen [13]. Trung et ai. (2019) osoitti, että kolmen päivän iTBS:ää toimitettuna DLPFC:lle johti kognitiivisiin parannuksiin otoksessa Parkinsonin tautia sairastavista potilaista, joilla oli lievä kognitiivinen vajaatoiminta (MCI) [14]. Mitä tulee tasapainoon, iTBS:n on osoitettu olevan tehokas toimenpide tasapainon palautumisessa, kun se toimitetaan pikkuaivoon [16,17] tai primaariseen motoriseen aivokuoreen (M1) [16]. Kävelysuorituskyky on parantunut myös muiden stimulaatiomallien jälkeen, mukaan lukien toistuva TMS (rTMS) aivohalvauksen jälkeisessä populaatiossa [18-20]. Nämä kognition ja tasapainon parannukset iTBS:n jälkeen voivat liittyä plastisiin muutoksiin hermosolujen rakenteessa, kuten on havaittu eläinmalleissa [21].

Nopeutettu jaksottainen theta-purske-stimulaatio (iTBS) sisältää useita iTBS-istuntoja, jotka annetaan yhden päivän aikana useiden päivien aikana, mikä lyhentää hoito-ohjelman kestoa. aiTBS:n on osoitettu olevan siedettävä ja turvallinen ei-invasiivisen aivostimulaation muoto, jolla on nopea masennuslääketeho ja itsetuhoisia vaikutuksia potilailla, joilla on vakava masennushäiriö [22-27]. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että aiTBS-paradigma, joka koostui iTBS:stä, jota annettiin 3 kertaa päivässä 15 minuutin välein 14 päivän aikana, johti muistitoiminnan paranemiseen Alzheimerin tautia sairastavilla henkilöillä [13, 27].

Tätä tutkimuskysymystä varten olemme valinneet kaksi erilaista stimulaatiopaikkaa. DLFPC tunnetaan panoksestaan ​​oppimiseen ja muistiin. Dementiasta kärsivät henkilöt saavat tyypillisesti rTMS-stimulaatiota DLPFC:lle selvittääkseen, voidaanko kognitiivisia toimintoja parantaa (Wu et al., 2020). On havaittu, että dementiasta kärsivät henkilöt kärsivät useammista kaatumisista, on epäselvää, parantaako rTMS DLPFC:hen tasapainon suorituskykyä ja kaatumisriskiä paremmin kuin rTMS, joka toimitetaan M1:een, joka on tyypillinen tasapainoon liittyvien tutkimusten stimulaatiopaikka. iTBS:n on osoitettu olevan tehokas toimenpide tasapainon palautumisessa, kun se toimitetaan ensisijaiseen motoriseen aivokuoreen (M1) (Liao et al., 2024). Kävelysuorituskyky on parantunut myös muiden stimulaatiomallien jälkeen, mukaan lukien toistuva TMS (rTMS) aivohalvauksen jälkeisessä populaatiossa, kun se toimitetaan M1:een (Wang et al., 2012; Wang et al., 2019; Rastgoo et al., 2016). ). Nämä kognition ja tasapainon parannukset iTBS:n jälkeen voivat liittyä plastisiin muutoksiin hermosolujen rakenteessa, kuten eläinmalleissa nähdään (Tsang et al., 2021).

Esitämme siellä tutkimuskysymyksen, johtaako M1:een toimitettu rTMS parempaan tasapainoon verrattuna DLPFC:lle toimitettuun rTMS:ään. Tämän vastauksen määrittäminen mahdollistaa paremman menestyksen TMS-tavoitteen tarkentamisessa. Ottaen huomioon geriatrian lääketieteen Kanadan terveydenhuoltojärjestelmään kohdistuvan syvän taakan, tasapainon ja kognition välisen yhteyden ymmärtäminen voi merkittävästi vaikuttaa lähestymistapaan tämän väestön hallintaan.