Személyre szabott memóriafejlesztés öregedéskor zárt hurkú tACS segítségével

A kognitív hanyatlás, különösen a memória és az elnöki kontroll területén, egyre nagyobb közegészségügyi kihívást jelent az öregedő népességgel, hozzájárulva a függetlenség elvesztéséhez, az életminőség csökkenéséhez és a növekvő egészségügyi költségekhez, amelyek az Alzheimer-kórral és a kapcsolódó demenciákkal (ADRD) járnak. Évtizedes kutatások ellenére kevés hatékony, nem gyógyszeres beavatkozás létezik, amely képes lassítani vagy megfordítani ezeket a kognitív veszteségeket. A transzkraniális váltakozó áram stimuláció (tACS) nemrégiben jelent meg mint egy ígéretes, biztonságos és nem invazív technika a memóriát támogató neurális ritmusok módosítására. Azonban a meglévő megközelítések továbbra is korlátozottak az egyöntetű stimulációs ütemtervek által, amelyek nem veszik figyelembe az egyedi agyi kapcsolati mintákat vagy a kognitív állapot dinamikus ingadozásait.

Ez a projekt a kognitív öregedés precíziós neuromodulációjának előmozdítását célozza a nagy felbontású tACS protokollok optimalizálásával és személyre szabásával az idősebb felnőttek memóriájának javítása érdekében. A személyre szabott és adaptív stimuláció megvalósíthatóságát demonstráló erős pilot adatokra építve multimodális képalkotást (EEG és fMRI) fogunk használni a frontotemporális szinkronia változásainak nyomon követésére, konkrétan a téta-gamma fázis-amplitúdó csatolás és a téta fázis szinkronizáció terén, amelyekről ismert, hogy támogatják a memória kialakulását és visszakeresését.

Az 1. cél megállapítja, hogy a stimulációs minta (mintázott vs. folyamatos hullámformák) és az ütemterv (egy, három vagy öt egymást követő nap) hogyan alakítja a memóriajavítás tartósságát. Hat rendszerszerűen variált dózis protokoll összehasonlításával meghatározzuk az optimális mintát és ismétlési ütemtervet, amely maximalizálja és fenntartja a munkamemória kapacitás, az interferencia kontroll és a hosszú távú memória felismerés javulását egy hónap alatt.

A 2. cél egy kapcsolati útvonalvezérelt zárt hurkú tACS rendszer fejlesztése és tesztelése, amely folyamatosan monitorozza a neurális szinkronizációt a frontotemporális hálózatban és valós időben módosítja a stimulációs paramétereket. Ez az adaptív keretrendszer úgy van tervezve, hogy a stimulációt minden résztvevő fejlődő agyi állapotához igazítsa, lehetővé téve hatékonyabb és egyedibb kognitív fejlesztést, mint a statikus megközelítések.

A viselkedési, elektrofiziológiai és neuroképalkotási mérések integrálásával az adaptív kontroll algoritmusokkal ez a kutatás megbízható válaszreakció biomarkereket azonosít, megvilágítja a neurális szinkronia és a memória közötti ok-okozati mechanizmusokat, és egy új személyre szabott, kapcsolati útvonalvezérelt beavatkozási osztályt hoz létre a kognitív hanyatlás kezelésére. Az eredmények alapot szolgáltatnak a skálázható, nem invazív és mechanizmusvezérelt kezelésekhez az ADRD és az életkorral összefüggő memória elvesztés esetén, előmozdítva a NIH szélesebb küldetését az egészséges kognitív öregedés elősegítésében.