TMS guidato dalla rete nella malattia di Alzheimer precoce (NetTMS)

La demenza dovuta al morbo di Alzheimer (AD) è una delle principali preoccupazioni per la salute pubblica negli Stati Uniti con enormi costi di assistenza e nessuna farmacoterapia efficace nonostante i numerosi studi clinici. Numerosi studi hanno dimostrato che il decadimento cognitivo lieve (MCI) è un precursore dell'AD e potenzialmente suscettibile di intervento non farmacologico. La stimolazione magnetica transcranica (TMS) è un promettente approccio terapeutico non invasivo che ha dimostrato di aumentare la plasticità cerebrale e migliorare le funzioni cognitive compromesse in tutto lo spettro dell'AD. Tuttavia, mentre la TMS ha mostrato benefici nelle popolazioni normative, è ancora necessario dimostrare l'efficacia nelle popolazioni correlate all'AD.

La maggior parte delle precedenti ricerche sulla neurostimolazione su AD e MCI si è concentrata sugli effetti della stimolazione in una regione del cervello, tuttavia i processi cognitivi alla base della memoria di successo sono mediati da una complessa rete dell'intero cervello. La neurostimolazione colpisce più siti all'interno di una rete corticale, ma questi effetti più globali non sono stati utilizzati come bersagli per la stimolazione a causa della conoscenza limitata dell'influenza di un singolo sito su cambiamenti corticali più diffusi. La novità dell'attuale proposta è che i ricercatori utilizzano le informazioni sulla struttura di controllo della rete delle aree cerebrali interessate considerando l'influenza della neuromodulazione sui cambiamenti globali nello stato cerebrale o nella connettività e i cambiamenti vascolari sottostanti che mediano le conseguenze a lungo termine per il comportamento. Questo TMS basato sulla rete è informato dalla connettività funzionale e neurovascolare come mediatori della risposta comportamentale come mezzo per adattare specificamente il trattamento TMS alla neuropatologia di ciascun paziente MCI, individualizzando così il trattamento per ottenere migliori effetti terapeutici.

Per affrontare questo problema, i ricercatori utilizzeranno il neuroimaging multimodale e la modellazione della rete durante un'attività di memoria episodica per dimostrare come la neurostimolazione focale evochi cambiamenti nella funzione e nel comportamento neurale nell'MCI. Questi obiettivi saranno affrontati in due obiettivi specifici. In primo luogo, i ricercatori utilizzeranno la TMS basata sulla rete per ottimizzare l'attivazione di una rete di successo della memoria (MSN) in un gruppo di pazienti con MCI, prendendo di mira un sito TMS incentrato sulla controllabilità di un sito di stimolazione per fornire il massimo beneficio alle prestazioni della memoria . In secondo luogo, il team di studio valuterà il cambiamento longitudinale nei fattori strutturali e neurovascolari che influenzano l'efficacia della TMS basata su rete individualizzata attraverso più sessioni di TMS-fMRI concomitante. Creando un modello multimodale di questi deficit neurovascolari correlati all'MCI, i ricercatori regoleranno sistematicamente la TMS basata sulla rete per dimostrare come il cervello MCI potrebbe compensare questi deficit neurali. Il lavoro proposto sarà il primo del suo genere a stimare l'utilità della controllabilità della rete come obiettivo TMS per il miglioramento della memoria nelle sindromi correlate all'AD, e il primo a valutare gli effetti neuroplastici a breve termine della neuromodulazione in modo così dettagliato. Le conoscenze acquisite da questo progetto possono quindi portare a biometria nuova e innovativa per misurare la risposta al trattamento farmacologico e non farmacologico o per studi clinici mirati e arricchiti nell'AD e nei disturbi correlati.