Stimolazione di frequenza gamma in individui con sindrome di Down

Il segno distintivo della sindrome di Down (DS) è una copia aggiuntiva del cromosoma 21, che è anche un fattore di rischio della malattia di Alzheimer (AD). Data la probabilità significativamente aumentata di sviluppare l'AD nella DS, è imperativo studiare l'impatto di una possibile terapia modificante la malattia sia nella prevenzione della progressione verso la demenza sia per modificare il corso dei disturbi della memoria in questa popolazione. Lo sviluppo di un dispositivo medico non invasivo che sia efficace nel rallentare il deterioramento cognitivo non è solo rivoluzionario ma anche possibilmente economico.

Si pensa che l'elaborazione delle informazioni nel cervello avvenga attraverso l'attività neuronale sincronizzata sotto forma di oscillazioni di rete. Le interruzioni delle oscillazioni gamma, in particolare nella gamma 30-50 Hz, sono segnalate come un potenziale segno distintivo precoce della malattia di Alzheimer. Usando uno sfarfallio della luce non invasiva (LED) a 40 Hz, i ricercatori sono stati in grado di mostrare il trascinamento di oscillazioni gamma a 40 Hz nella corteccia visiva dei modelli murini di Alzheimer, insieme all'attivazione della microglia e a una significativa riduzione del carico di amiloide. Simili interruzioni dell'attività gamma sono state osservate in modelli murini di sindrome di Down.

Negli studi pilota iniziali, i ricercatori hanno scoperto che il dispositivo luminoso e sonoro è sicuro da usare negli adulti cognitivamente normali e negli adulti con AD lieve e che la stimolazione a 40 Hz può essere utilizzata per trascinare la loro attività cerebrale. Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che un dispositivo tattile con altoparlante vibrante è sicuro da usare negli adulti cognitivamente normali e può anche essere usato per trascinare l'attività cerebrale. Mentre sono in corso prove nel contesto della malattia di Alzheimer sporadica, lo scopo di questo studio proposto è determinare se il trascinamento gamma attraverso la stimolazione sensoriale non invasiva a 40 Hz può essere osservato nei partecipanti con sindrome di Down misurata dall'elettroencefalogramma (EEG) e una stimolazione acuta sessione. Gli investigatori recluteranno 30 partecipanti con diagnosi di sindrome di Down e 30 partecipanti cognitivamente normali come gruppo di confronto. I partecipanti verranno assegnati in modo casuale a una delle due condizioni di studio all'interno del loro gruppo di partecipanti: una condizione attiva (stimolazione a 40 Hz) e una condizione di controllo (stimolazione fittizia) per una sessione di stimolazione luminosa e sonora di 30-60 minuti. Verranno eseguite valutazioni cognitive e di salute mentale, nonché test di memoria su tutti i partecipanti, prima e dopo l'esposizione al dispositivo luminoso e sonoro GENUS per 30-60 minuti, che può fornire onde luminose e sonore a frequenze diverse. Il dispositivo GENUS è composto da un pannello con illuminazione a diodi emettitori di luce (LED) e altoparlanti per la stimolazione uditiva. Oltre alla sessione di stimolazione, i ricercatori utilizzeranno anche l'elettroencefalografia (EEG) per verificare come le onde cerebrali del partecipante rispondono alla stimolazione e utilizzeranno questionari per valutare la sicurezza e la tollerabilità. Gli investigatori useranno anche l'EEG per verificare come un sottoinsieme dei partecipanti (10 individui in totale) risponde alla stimolazione tattile utilizzando un dispositivo altoparlante vibrante. La stimolazione tattile sarà semplicemente una condizione aggiuntiva durante l'EEG per questi 10 individui, ma non avrà alcun impatto sulla sessione di stimolazione o sulle assegnazioni delle condizioni di studio, che coinvolgono solo luce e suono. Questo studio fornirà informazioni critiche sui potenziali studi longitudinali che coinvolgono la stimolazione sensoriale non invasiva a 40 Hz in soggetti con sindrome di Down come potenziale intervento per lo sviluppo dell'AD.