Applicazione della stimolazione cerebrale non invasiva nella riabilitazione dell'Alzheimer (StimoLaMente)

METODI E PROCEDURE

I materiali e i metodi di indagine proposti saranno i seguenti:

• Somministrazione di rTMS in modalità theta burst (TBS - intermittente e continuo)
• Gestione della formazione cognitiva computerizzata
• Somministrazione di una batteria di test neuropsicologici
• Somministrazione di questionari e scale
• Registrazione dell'elettroencefalogramma (EEG)
• Combinazione di registrazione EEG con somministrazione TMS a impulso singolo (TMS-EEG)

Saranno applicati diversi protocolli di stimolazione TBS:

1. Stimolazione intermittente theta burst (iTBS): questo protocollo consiste nella somministrazione di 600 impulsi suddivisi in blocchi di 3 impulsi a 50 Hz che vengono applicati a 5 Hz (ogni 200 ms), alternando 2 s di stimolazione a 8 s di pausa.
2. Stimolazione theta burst continua (cTBS): questo protocollo consiste nella somministrazione di 600 impulsi suddivisi in blocchi di 3 impulsi a 50 Hz che vengono applicati a 5 Hz (ogni 200 ms).

In entrambi i protocolli di stimolazione l'intensità di stimolazione sarà pari all'80% del valore di soglia motoria a riposo. Per quanto riguarda i protocolli che prevedono l'applicazione della stimolazione sham/placebo, la rTMS verrà somministrata applicando alla bobina un pezzo di legno o plastica di circa 30 mm di spessore, distanza tale da garantire che l'impulso magnetico non raggiunga la corteccia , e costruito in modo da apparire parte integrante dell'apparato. Tutti i parametri di stimolazione adottati in questo studio sono conformi alle linee guida di sicurezza per l'applicazione di rTMS.

Protocollo di riabilitazione cognitiva Per i pazienti assegnati al protocollo che prevede l'applicazione del training cognitivo (TBS + CT; CT), il training verrà somministrato immediatamente dopo l'applicazione di rTMS (sia nella reale condizione intermittente o continua, sia con placebo) e avrà una durata 25 minuti. La formazione cognitiva sarà amministrata attraverso un software dedicato che utilizza una metodologia adattativa individualizzata basata sulle prestazioni del partecipante.

La riabilitazione delle funzioni della memoria, associata alla stimolazione del DLPFC sinistro, sarà focalizzata sull'apprendimento delle associazioni volto-nome. Il training sull'associazione volto-nome prevede una fase di acquisizione in cui ai pazienti vengono mostrati volti con un nome associato e viene chiesto di memorizzare tali associazioni. Alla fase di addestramento segue la fase di riproduzione, in cui il compito del paziente consisterà nel trovare il volto che corrisponde al nome associato. In base alla prestazione del paziente si modula il livello di difficoltà aumentando o diminuendo il numero di associazioni da memorizzare ed eventualmente, per livelli di difficoltà superiori, aggiungendo altre informazioni da memorizzare (ad esempio una professione).

Valutazione neuropsicologica e psicologica Tutti i pazienti saranno sottoposti a valutazione neuropsicologica prima dell'inizio del trattamento (t0), al termine della fase di trattamento intensivo (t1), al termine della fase di mantenimento (t2) e dopo 3 (t3) e 5 mesi (t4) dall'inizio del trattamento (Figura 1).

La valutazione dei pazienti a distanza di tempo (follow-up) dalla fine del trattamento consentirà la verifica degli effetti a lungo termine.

Un possibile "effetto pratica" derivante dalla ripetuta e rapida somministrazione di test neuropsicologici è previsto e sarà considerato nell'analisi dei dati, come in tutti i protocolli sperimentali di questo tipo. L'effetto pratica è un fattore comune a tutti i gruppi sperimentali e non pregiudica la valutazione dell'efficacia del trattamento, obiettivo primario dello studio.

L'EEG sarà acquisito da 64 elettrodi Ag/AgCl sinterizzati posizionati sul cuoio capelluto secondo il sistema internazionale 10-20 attraverso un sistema di acquisizione EEG compatibile con TMS. Il segnale EEG sarà acquisito con un filtro passa-alto a 0.01 Hz, un filtro passa-basso a 1000 Hz e con una frequenza di campionamento di 5000 Hz. L'impedenza degli elettrodi sarà mantenuta al di sotto di 5 kΩ. La co-registrazione TMS-EEG consisterà nella somministrazione di 120 impulsi sull'area target stimolata in fase applicativa del protocollo (DLPFC destra o DLPFC sinistra) ad un'intensità pari al 110% della soglia motoria a riposo con un random frequenza compresa tra 0,2 e 0,4 Hz. L'analisi dei dati registrati dalla combinazione di TMS-EEG consentirà una valutazione approfondita delle modulazioni dell'attività corticale indotte dai diversi protocolli di trattamento e, in particolare, consentirà di indagare l'eccitabilità e l'inibizione corticale, la connettività cortico- corticale e la capacità intrinseca delle aree stimolate di generare attività oscillatoria. Questo metodo sarà in grado di fornire una misura unica dell'attività corticale locale e dell'effettiva connettività cortico-corticale.

La caratterizzazione e l'organizzazione delle reti cerebrali saranno studiate utilizzando la teoria dei grafi.

Analisi statistica:

Le variabili che verranno considerate per l'analisi dei dati clinici, neuropsicologici e neurofisiologici sono: a) effetto del trattamento nel tempo (t0, t1, t2, t3, t4); b) tipo di protocollo di trattamento (combinazione di TBS e training cognitivo, applicazione isolata di TBS, applicazione isolata di training cognitivo); c) tipo di protocollo di stimolazione (cTBS, iTBS) e d) gruppo clinico (AD o MCI). Il disegno sperimentale sarà sia "all'interno dei soggetti" all'interno di ciascuna variabile di interesse (ad esempio, indagando la differenza tra t1 e basale per valutare l'effetto del trattamento intensivo), sia "tra soggetti" per quanto riguarda i dati tra i diversi protocolli di trattamento (per esempio, indagare la differenza tra combinazione di TBS e training cognitivo e applicazione isolata di TBS, per valutare quale protocollo produce i maggiori benefici), tra diversi protocolli di stimolazione (ad esempio, indagare sulla differenza tra cTBS e iTBS per valutare quale protocollo produce maggiori benefici ) e tra condizioni cliniche (per valutare se lo stesso trattamento porta a differenze nel beneficio ottenuto tra i due gruppi di pazienti, AD e MCI).

Calcolo della dimensione del campione:

L'esito primario per il calcolo della dimensione del campione è stato definito come l'effetto del protocollo cTBS e del protocollo iTBS (entrambi in combinazione con il training cognitivo) rispetto al trattamento che prevede la combinazione del training cognitivo con placebo TBS, e quello che prevede solo i protocolli TBS applicati in isolamento, sul punteggio MMSE raggiunto alla fine del trattamento. Sulla base dei risultati di un precedente studio rTMS su un campione di pazienti AD (Ahmed et al. 2012), stimiamo che alla fine del nostro trattamento ci sarà un miglioramento del punteggio MMSE di almeno 3 punti (DS di cambiamento = 2,95) per i protocolli che prevedono la combinazione di training cognitivo e TBS reale, e di 0,2 punti (DS di variazione = 2,7) per il trattamento che prevede la combinazione di training cognitivo e TBS placebo. Considerando un valore alfa di 0,05 e una potenza di 0,80, stimiamo che il numero di pazienti da reclutare dovrebbe essere di 16 pazienti per gruppo, aumentato a 20 per gruppo per tener conto di un possibile tasso di abbandono del 20%.

Tecniche fornite per l'elaborazione dei dati I dati comportamentali e neurofisiologici saranno analizzati mediante analisi della varianza (ANOVA) e confronti post-hoc (t-test, analisi di contrasto).

Software di elaborazione statistica L'elaborazione dei dati sarà eseguita con BrainVision Analyzer, SPSS e/o software Statistica.

Considerazioni etiche e valutazione del rapporto rischio/beneficio:

Benefici attesi Sulla base dei presupposti del presente progetto, i pazienti che riceveranno il trattamento che prevede l'applicazione combinata di rTMS e training cognitivo dovrebbero mostrare una risposta clinica, sulla base degli endpoint primari sopra riportati, migliore rispetto ai pazienti assegnati ai protocolli in quali rTMS e training cognitivo vengono applicati separatamente. La ricerca fornisce anche benefici scientifico/cognitivi indiretti, in termini di avanzamento delle conoscenze sullo sviluppo di trattamenti di provata efficacia e sui meccanismi alla base della demenza di Alzheimer.

Rischi potenziali:

I rischi sono comunque rappresentati dall'utilizzo di apparecchiature elettromedicali, tutte dotate di autorizzazione CE per l'utilizzo con i pazienti. Per questo protocollo saranno messe in atto tutte le opportune misure di sicurezza per gli studi con stimolazione cerebrale come indicato dalla comunità scientifica internazionale. Sebbene, seguendo le linee guida internazionali per la somministrazione sicura di TMS, non si prevedano eventi avversi, va notato che l'ambiente in cui si svolgerà la ricerca e il personale coinvolto sono in grado di far fronte a qualsiasi effetto collaterale della stimolazione. I parametri di stimolazione scelti tengono conto degli obiettivi clinici e della sicurezza dei partecipanti. Per quanto riguarda le procedure EEG, è possibile l'arrossamento della pelle immediatamente sotto gli elettrodi, a seguito di abrasione dovuta all'applicazione del gel elettroconduttivo.

Tutte le procedure previste dalla ricerca saranno svolte prestando particolare attenzione al paziente coinvolto, adottando tutte le misure necessarie affinché non si presentino criticità legate a stress o affaticamento.

Rapporto rischio/beneficio:

Si ritiene che nel programma di studio proposto il rapporto rischio/beneficio sia favorevole al beneficio, in termini di accresciuta conoscenza e beneficio diretto atteso per i partecipanti. Secondo la classificazione di un consensus paper, questo protocollo fa parte degli studi di classe 2, che identificano studi con benefici indiretti e rischi moderati: si tratta di studi con pazienti in cui il beneficio clinico è speculativo, ma da cui potrebbero derivare dati importanti per lo sviluppo di trattamenti efficaci.

Considerazioni etiche:

Al termine dello studio, i pazienti non saranno informati del protocollo di cura a cui sono stati assegnati ma saranno informati dei risultati complessivi dello studio, ricevendo un report contenente una sintesi dei risultati raggiunti dal progetto.

Consenso informato:

La partecipazione allo studio è su base volontaria: ogni soggetto otterrà informazioni esplicite sulla natura del progetto e dovrà firmare un consenso scritto prima di poter essere incluso. I partecipanti possono revocare il proprio consenso alla partecipazione in qualsiasi momento, senza alcuna conseguenza.

Conservazione ed elaborazione dei dati:

I dati saranno protetti e anonimizzati secondo le procedure in vigore. Tutti i dati relativi all'identificazione saranno crittografati all'interno del database ei soggetti saranno identificati solo con un codice. Tuttavia, la natura dello studio rende necessaria la conservazione dei dati relativi all'identificazione dei partecipanti perché il progetto prevede valutazioni di follow-up. L'accesso al database contenente i dati raccolti ei risultati sarà riservato ai ricercatori coinvolti nel progetto. I dati sensibili e tutti i dati cartacei saranno custoditi sotto chiave presso le varie strutture. Il responsabile della ricerca sarà altresì responsabile della corretta conservazione di tali dati. Poiché questo studio coinvolge dati sperimentali, i dati sperimentali saranno successivamente pubblicati e condivisi con comunità scientifiche nazionali e internazionali.