I cambiamenti funzionali cerebrali accompagnano gli effetti modulatori della stimolazione transcranica di corrente continua nella compromissione cognitiva

Poiché la registrazione Apriori non è stata effettuata prima dell'inizio dello studio e tutti i partecipanti sono già stati sottoposti a intervento TDCS, gli investigatori stanno presentando il protocollo dello studio in modo retrospettivo dopo il completamento del progetto. Questo studio è stato condotto presso il National Institute of Mental Health and Neurosciences (Nimhans), Bengaluru, India, con l'approvazione del comitato etico istituzionale di Nimhans.

Esempio di studio: tutti i partecipanti consenzienti di entrambi i sessi (fascia d'età: 55 - 84 anni) che soddisfano i criteri di inclusione ed esclusione (vedi sotto), che hanno frequentato consecutivamente i servizi ambulatoriali della clinica e dei servizi geriatrici (GCS), Nimhans da agosto 2019 a dicembre 2022 con lamentele di memoria sono stati reclutati in questo studio con il loro senso informato firmato. Solo gli individui con la mano destra sono stati reclutati come valutati usando l'inventario della mano di Edimburgo (EHI). I partecipanti sono stati sottoposti a screening per garantire che siano stati reclutati solo quelli con udito ottimali e acuità visiva. Le diagnosi cliniche di MCI e lieve AD realizzate dai medici presso il GCS di Nimhan sono state confermate usando il National Institute on Aging - Alzheimer's Association (NIA -AA) Criteri diagnostici e valutazione della demenza clinica [CDR] (punteggi CDR di 0,5 per MCI e 1 per AD lieve). I partecipanti con punteggi CDR superiori a 1 sono stati esclusi da questo studio. Altri criteri di esclusione includevano condizioni mediche simultanee come ipotiroidismo, ipercalcemia, carenza di vitamina B12, ipertensione non controllata e diabete, neurosifilide, idrocefalo a pressione normale, ematoma subdurale, ecc. Le principali malattie psichiatriche e neurologiche preesistenti, come i disturbi dello spettro della schizofrenia, il disturbo affettivo bipolare, il disturbo depressivo maggiore, il disturbo ossessivo-compulsivo, la dipendenza da sostanze, il disturbo della disabilità intellettuale, il disturbo della disabilità intellettuale, le e lesioni significative per la disabilità e la grave e le loro e lesioni significative e la grave per la disabilità e la grave per la disabilità e la grave per la disabilità e la grave per la disabilità e la grave per la disabilità, e la grave per la disabilità. e utilizzo attuale di antipsicotici, antidepressivi e benzodiazepine. Quaranta pazienti (19 MCI e 21 lievi AD) hanno acconsentito a partecipare allo studio e completato il protocollo di intervento TDCS, che comprendeva sessioni TDC da 20 minuti giornaliere per 10 giorni. Tutti i partecipanti sono stati sottoposti a valutazioni neuropsicologiche dettagliate, imaging di risonanza magnetica funzionale a riposo (RSFMRI), imaging a risonanza magnetica funzionale basata sul compito (TBFMRI), nonché magnetoencefalografia dello stato a riposo (RSMEG) dopo l'intervento TDCS.

Batteria neuropsicologica per anziani (NNB-E): questa batteria include test di memoria episodica, funzioni esecutive, attenzione, funzione visuospaziale e segni focali parietali e ha richiesto 1,5 ore per amministrare e segnare. Le valutazioni sono state effettuate al basale (pre-TDC) e dopo il completamento dell'ultima sessione TDCS (post-TDC). Queste valutazioni pre e post-TDC sono state condotte in modo da impedire allo stesso ricercatore di fare entrambi i test per un particolare partecipante. Inoltre, la persona che conduceva la valutazione post-TDCS era cieca ai risultati della pre-valutazione. Sono state utilizzate due forme diverse per le valutazioni pre-e post-TDC di un partecipante per evitare gli effetti della pratica. Il test di Shapiro Wilk è stato eseguito per verificare la distribuzione della normalità delle differenze tra i punteggi pre e post-TDC per ciascun sotto-test (n = 26) di NNB-E. Di conseguenza, i test T accoppiati e i test di rango firmati Wilcoxon sono stati eseguiti rispettivamente per i punteggi di sotto-test normalmente e non normalmente distribuiti per cercare effetti significativi dell'intervento TDCS.

Magnetic Resonance Imaging (MRI): le risonanze magnetiche sono state acquisite su uno scanner 3tesla Philips Ingenia CX (Philips Healthcare, Paesi Bassi) con una bobina a 32 canali a gradina. Durante l'acquisizione di RS-FMRI, ai partecipanti è stato chiesto di rimanere fisicamente e mentalmente rilassati con gli occhi aperti e non concentrarsi su nulla di particolare. Queste immagini MR funzionali corrispondenti a ciascun partecipante sono state esaminate visivamente per gli artefatti correlati allo scanner o all'acquisizione. I dati RS-FMRI di un partecipante ciascuno dei gruppi di AD MCI e lievi hanno mostrato una variazione di intensità superiore al 5% in due volumi consecutivi che indicano una scarsa qualità delle immagini funzionali a causa di artefatti di movimento convalidati usando la derivata della varianza quadrata media radicale su voxel (dvars). Dopo l'esclusione delle scansioni pre e post-RSFMRI di questi due partecipanti, sono stati ulteriormente analizzati i dati dei restanti 38 partecipanti (n = 18 nel gruppo MCI e n = 20 nel gruppo AD lieve). Il seme per l'analisi di connettività funzionale a riposo da seme a voxel (S2V-RSFC) è stato impostato utilizzando l'Atlante corticale di Harvard, come il giro frontale medio sinistro (LMFG), corrispondente al DLPFC sinistro, il sito dei TDC anodali. L'analisi tra l'intervento pre e post-TDCS è stata eseguita utilizzando la maschera sferica di LMFG come "seme" e il volume integrale per "voxel". Sono state implementate statistiche parametriche a due code per ottenere i risultati utilizzando una soglia di estensione a livello di cluster (corretta da P-FDR) con soglia voxel a P <0,001 (non corretto da P) e soglia del cluster a P <0,05 (corretto da P).

Un nuovo paradigma di memoria episodica, comprendente due compiti: un compito di codifica accidentale e un'attività di recupero intenzionale, è stato utilizzato per l'acquisizione di TB-FMRI. Nell'attività di codifica accidentale, i partecipanti sono stati istruiti ad ogni prova per indicare usando un pulsante Premere se le immagini visive presentate fossero oggetti viventi o non viventi. Nell'attività di recupero intenzionale, l'istruzione per ogni prova era quella di indicare usando una pressione del pulsante, se le immagini visive presentate erano state visualizzate prima (immagini di memoria, MI) o non viste prima (immagini non memory, NMI). Il numero ottimale di prove per l'attività di codifica accidentale (oggetti viventi: 55; Oggetti non viventi: 55; Croce di fissazione: 56) e l'attività di recupero intenzionale (immagini di memoria, MI: 55; Immagini NMI NMI: 55; Fixation Cross: 56) Sono stati analizzati solo i partecipanti che mostrano oltre il 60% di precisione delle prestazioni sia sulla codifica accidentale che sul recupero intenzionale. La pre-elaborazione dei dati fMRI basata sulle attività e le analisi dei partecipanti rimanenti con AD iniziale (n = 30; MCI = 15, AD lieve = 15) sono stati eseguiti utilizzando l'analisi dei dati di fMRI di FMRI di alta qualità (FUT) di analisi di analisi esperta fMRI. Le immagini statistiche di Z (Gaussianizzate T/F) sono state soglia non parametricamente usando cluster determinati da Z> 2,3 e una soglia di significatività del cluster corretta di p = 0,05.

Magnetoencefalografia (MEG): i dati pre e post-rsmeg sono stati acquisiti utilizzando lo scanner MEG Elekta Neuromag® Triux ™. Due partecipanti (1 nel campione MCI e 1 nel lieve campione AD) hanno optato per l'acquisizione di MEG e quattro partecipanti (3 nel campione MCI e 1 nel campione AD lieve) non hanno partecipato a scansioni post-Meg; I dati MEG dei restanti partecipanti con AD iniziale (n = 34; MCI = 15, lieve AD = 19) sono stati ulteriormente preelaborati. Le registrazioni MEG chiuse agli occhi a riposo sono state eseguite in una posizione seduta che impiegava il seguente protocollo: tasso di campionamento 2000 Hz, registrazione della stanza vuota = 2 minuti, Meg a riposo = 15 minuti. I dati EEG sono stati acquisiti contemporaneamente per garantire che i partecipanti fossero vigili e rilassati durante la registrazione. L'elettrocardiogramma (ECG), l'elettromiografia (EMG) ed elettrooculogramma (EOG) sono stati acquisiti per rimuovere rispettivamente il cuore, i muscoli e gli artefatti oculari. Il controllo di qualità (QC) dei dati MEG è stato eseguito utilizzando MaxFilterTM (VER 2.2), un software integrato per il sistema Elekta/Neuromag. La soppressione dell'interferenza dovuta a artefatti ambientali e periodici è stata effettuata utilizzando il metodo di separazione dello spazio del segnale spazio -temporale (TSSS). Usando il metodo Welch, è stata eseguita un'analisi dello spettro di potenza in 5 minuti di registrazione MEG senza artefatto. I valori di densità dello spettro di potenza estratto (PSD) per le oscillazioni neurali hanno coperto bande di frequenza canonica [delta (2-4 Hz), Theta (4-8 Hz), alfa (8-12 Hz), beta (13-30 Hz), gamma (30-60 Hz) e gamma2 (60-90 Hz). È stato eseguito un test t accoppiato tra i valori pre e post-TDC di PSD normalizzato, correggendo i confronti (1000 randomizzazioni), Monte Carlo Method], controllando per il tempo e la frequenza.

La dipendenza tra la fase delle oscillazioni a bassa frequenza (FP) e l'ampiezza dei ritmi ad alta frequenza (FA) è stata quantificata usando l'accoppiamento di ampiezza di fase (PAC). La resistenza di accoppiamento per ciascun partecipante è stata stimata usando PAC risolto nel tempo (TPAC), che mostra il minimo errore relativo. Il TPAC è stato stimato alla ricerca dell'oscillazione FP con gli scoppi PAC a FA più forti, durante una finestra temporale, che scorre sui dati MEG di input. Per l'analisi è stata utilizzata una lunghezza di epoca di 10 secondi e poiché la banda FP di interesse era compresa tra 4-8 Hz, sono stati scelti tre cicli completi della banda FP per produrre una lunghezza scorrevole della finestra di 0,75 secondi. I comodulogrammi medi sono stati estratti utilizzando mappe TPAC di tutti i pazienti con MCI (n = 15) e lieve AD (n = 19) nella corteccia entorinale sinistra che svolge un ruolo critico nella memoria episodica ed è vulnerabile alla patofisiologia precoce nell'AD. Un test t accoppiato è stato eseguito al di fuori di questo software utilizzando MATLAB® (https://www.mathworks.com) per scoprire la significativa differenza di P <0,05) corretta da FDR nella forza di accoppiamento tra la fase delle basse frequenze (4-8 Hz) e l'ampiezza delle alte frequenze (30-90 Hz) correggendo per i confronti multipli attraverso il tempo e la frequenza..