Ricerca sul cervello che valuta gli impatti dell'allenamento sulla velocità di elaborazione neurofisiologica nei veterani (BRAIN-SPEED)

I veterani di età pari o superiore a 50 anni che hanno subito lievi lesioni cerebrali traumatiche (mTBI) sono due volte più inclini a sviluppare demenza3,22. Dal 2001, durante le campagne Operazione Enduring Freedom (OEF) e Operazione Iraqi Freedom (OIF), a oltre 470.000 veterani è stata diagnosticata la TBI22. Al di là della prevalenza della ferita caratteristica delle campagne OEF e OIF, si ritiene che il numero di casi di mTBI all’interno del sistema VA sia molto più elevato22,23. In modo preoccupante, a un numero crescente di veterani, soprattutto quelli con trauma cranico, viene diagnosticato un lieve deterioramento cognitivo e una franca demenza di età compresa tra 50 e 60 anni23,24. Con il 72% dei veterani (13,2 milioni, una cifra in aumento ogni anno) di età superiore ai 50 anni (Vetpop, 2020), il VA deve implementare interventi preventivi e riabilitativi per limitare il crescente impatto del declino cognitivo nella popolazione dei veterani.

Negli ultimi decenni sono stati sviluppati e testati paradigmi di training cognitivo, con qualche controversia sull’effetto complessivo10. Programmi come la pratica di compiti ripetuti (ad esempio, memorizzazione di elenchi e mnemotecnica) hanno mostrato risultati contrastanti nel complesso, principalmente a causa della mancanza di trasferimento di formazione tra domini25. Al contrario, l'allenamento cognitivo basato sui processi ha costantemente migliorato l'abilità cognitiva generale con un programma, l'allenamento dell'attenzione visiva, mostrando notevoli effetti di trasferimento11. Conosciuto anche come addestramento sulla velocità di elaborazione (cfr. - campo visivo utile [UFOV]), l'allenamento dell'attenzione visiva viene effettuato su un computer e mira ai deficit percettivi associati all'invecchiamento e al trauma cranico26,27.

I cambiamenti nella funzione cerebrale che riducono la capacità di elaborazione delle informazioni percettive sono probabili meccanismi di compromissione cognitiva28. L'allenamento dell'attenzione visiva è stato sviluppato per aumentare gradualmente la percezione visiva per contrastare direttamente la carenza di campo visivo11. Studi precedenti hanno dimostrato che l'allenamento dell'attenzione visiva aumenta le attività strumentali quotidiane pertinenti alle prestazioni di guida, con conseguente mobilità di guida prolungata11,26,29. Sfortunatamente, i paradigmi di formazione sull’attenzione visiva hanno richiesto una durata di formazione estesa (mesi) e tendono a mostrare risultati diversi30. Il meccanismo cognitivo identificato di una maggiore elaborazione dei dettagli percettivi è piuttosto potente, ma la risposta individuale all'allenamento può dipendere dalla capacità di applicare un'inibizione corticale selettiva7. Si ritiene che le oscillazioni corticali misurate con l'elettroencefalografia (EEG) riflettano tale inibizione. Recenti lavori sull'EEG durante l'allenamento dell'attenzione visiva hanno dimostrato che le persone che mostrano un coinvolgimento selettivo dei modelli alfa hanno una velocità di elaborazione più rapida e una migliore discriminazione percettiva9,18,31.

I nostri recenti progetti finanziati dal VA sull’invecchiamento hanno dimostrato che le prestazioni di apprendimento motorio procedurale sono correlate alle differenze individuali eccitatorie/inibitorie (equilibrio E/I) valutate con la stimolazione magnetica transcranica (TMS)4,32 (Novak et al., in fase di revisione) . Inoltre, il lavoro del Dr. Visscher (Co-I) ha anche dimostrato che i cambiamenti neurologici nell'attività corticale sono evidenti dopo sole 10 ore di allenamento dell'attenzione visiva33. L'attuale progetto valuterà i cambiamenti nelle misure EEG dell'inibizione corticale nei veterani più anziani per migliorare l'elaborazione percettiva utilizzando un programma di formazione sull'attenzione visiva adattato. Abbiamo anche un'opportunità unica di valutare se le misure TMS dell'inibizione corticale, che possono essere acquisite rapidamente e in modo affidabile attraverso la stimolazione della corteccia motoria, sono direttamente correlate all'equilibrio E/I nell'attenzione visiva EEG, come sospettiamo. Il presente lavoro amplia il lavoro precedente del team sulla neuromodulazione utilizzando tecniche di riabilitazione non farmacologiche a basso costo.