A felfedezés-kihasználás döntéshozatalának neurokomputációs mechanizmusainak értékelése idősebb felnőtteknél

A résztvevők öt kísérleti foglalkozáson vesznek részt. Ez magában foglalja a neuropszichológiai teszteket, egy döntéshozatali elemet, funkcionális és szerkezeti MRI-t, valamint két koponyán keresztüli mágneses stimulációt, amelyet egy cél- vagy kontrollrégióra alkalmaznak. A klinikai vizsgálati komponens csak az utolsó két ülésre vonatkozik, ahol az alanyokat véletlenszerűen különböző csoportokba osztják, hogy különböző TMS-beavatkozásokat kapjanak. A teljesség érdekében az összes munkamenetet az alábbiakban ismertetjük:

240 résztvevőt (110 fiatalabb, 130 idősebb, 50%-a nő) vesznek fel a helyi tucsoni lakosságból. Az első ülésen végzett neuropszichológiai tesztek segítségével kizárják azokat a résztvevőket, akiknél enyhe kognitív károsodás vagy korai stádiumú Alzheimer-kór tünetei vannak.

Döntéshozatali elem: Minden résztvevő végrehajtja a Horizon Task-t (Wilson et al. 2014), hogy mérje a felfedezés-kihasználás viselkedését, a kockázatvállalás, a kétértelmű hozzáállás, az időbeli diszkontálás és a viselkedésbeli változékonyság mérésére szolgáló döntéshozatali elem mellett.

Neuroimaging: 92 fiatalabb és 92 idősebb felnőtt tér vissza, hogy részt vegyen az MRI-kísérletben. Minden résztvevőt átvizsgálnak a telefonos interjú és a viselkedési szekció során, hogy kizárják az MRI és a TMS ellenjavallatát, és az MRI ülés elején még egyszer átvizsgálják. Az MRI-kísérletek a 3T Skyra szkennerben zajlanak majd a Banner Egyetem Orvosi Központjának neuroimaging létesítményében. Az összes neuroimaging kísérletet a szabványos biztonsági irányelvek (Rossi et al. 2009) szerint hajtják végre, és a résztvevőket átvizsgálják, és az eljárás megkezdése előtt tájékozott beleegyezést adnak.

Az egyes szkennelési munkamenetek körülbelül 90 percig tartanak, és tartalmaznak egy rövid lokalizációs szkennelést (körülbelül 1 perc), egy T1 súlyozott szerkezeti szkennelést (6 perc), diffúziós tenzoros képalkotást a szerkezeti kapcsolódás felmérésére (DTI, 10 perc), FLAIR-t a fehér mennyiségi meghatározására. anyagok hiperintenzitása (2 perc), tereptérkép a mágneses tér inhomogenitásának korrekciójára, különösen a frontális pólusban (2 perc), nyugalmi állapotú fMRI a funkcionális kapcsolódás mérésére (8 perc), valamint eseményalapú fMRI az alábbiakban leírt feladat segítségével ( 50-60 perc). Minden funkcionális letapogatás olyan paraméterekkel történik, amelyek optimalizálva vannak, hogy megakadályozzák a jel kiesését a frontális pólusban és más frontális régiókban (Deichmann et al. 2003).

4. és 5. szekció (TMS): A TMS-ülések megfelelnek a klinikai vizsgálat definíciójának, mivel az alanyokat előretekintően különböző csoportokba sorolják, akik különböző sorrendben különböző beavatkozásokat kapnak. Az egyes korcsoportok résztvevőit pszeudo-véletlenszerűen csoportokba osztják aszerint, hogy a TMS célrégiója az IFG frontális pólusa-e. Így az alanyoknak négy jól elkülöníthető csoportja lesz: idősebb frontális pólus, fiatalabb frontális pólus, idősebb IFG, fiatalabb IFG, 42 résztvevővel (21 férfi, 21 nő) minden csoportban. Minden résztvevő két TMS munkamenetben vesz részt, egy cél és egy kontroll munkamenetben. A foglalkozások sorrendje a tantárgyak között kiegyenlítődik.

A TMS ülésekre a Banner University Medical Center új TMS létesítményében kerül sor. Az összes TMS-t a megállapított biztonsági irányelvekkel összhangban (Rossi és mtsai, 2009) adják át a társ-I Chou felügyelete alatt, aki a TMS-létesítmény igazgatója, és széleskörű tapasztalattal rendelkezik a TMS területén fiatal, idős és kognitívan sérült alanyok esetében. Helyesen betartva ezek az irányelvek biztosítják, hogy a TMS egy nagyon biztonságos eljárás, és csak néhány nemkívánatos esemény fordul elő körülbelül 20 éves kutatás során.

A beleegyezési és szűrési eljárások befejezése után minden TMS munkamenet az akciómotoros küszöb (AMT) mérésével kezdődik. Az AMT az a minimális ingerintenzitás, amely a vizsgált izom izometrikus összehúzódása során liminális motor által kiváltott potenciált (körülbelül 200 μV 10 kísérlet 50%-ában) hoz létre. Az AMT mérése után a résztvevők cTBS-t kapnak (50 Hz-es stimuláció 80%-os AMT mellett 40 másodpercig; Huang et al 2005). A stimulációt vagy a célterületen (frontális pólus vagy IFG), vagy a kontrollterületen (vertex) alkalmazzák, az ülések sorrendje ellensúlyozva a résztvevők között. Az egyes régiók megfelelő célzását keret nélküli neuronavigációs rendszerrel (Localite TMS Navigator) és Polaris Spectra infravörös kamerával (Northern Digital, Waterloo, Ontario, Kanada) lehet elérni. Ez a rendszer lehetővé teszi, hogy a stimulációt meghatározott koordinátákra összpontosítsák a Montreali Neurológiai Intézet (MNI) terében. Az [x,y,z] = [35,50,15] koordinátákat használjuk a frontális pólushoz (korábbi fMRI-munka és eredeti TMS-tanulmányunk, Daw et al., 2006; Zajkowski et al. 2017) és [x, y,z] = [56,16,22] a jobb oldali IFG-hez a fiatal pilótacsoportban történt aktiválásaink helye alapján. A vertex control hely egy 10-20 EEG rendszer Cz pozíciója. Miután megkapták a TMS-t, a résztvevők 1 percig egy fehér falat bámulnak, majd 45 percig végrehajtják a Horizont feladatot.