Effetti della Fotobiomodulazione sulla Connettività Cerebrale e la Funzione Cognitiva nei Disturbi Cognitivi (PBM-CogConnect)

Il deterioramento cognitivo lieve amnestico (aMCI) è associato a precoci alterazioni delle reti cerebrali su larga scala, inclusa la rete di default (DMN), che spesso mostra connettività inefficace o anormalmente elevata in individui a maggior rischio di malattia di Alzheimer. Gli studi sull'uomo che esaminano l'impatto della fotobiomodulazione transcranica (t-PBM) sulla connettività della DMN e sulle prestazioni cognitive nell'aMCI rimangono limitati, e pochi trial controllati hanno valutato gli effetti di interazione Gruppo × Tempo. Questo studio è stato progettato per colmare questa lacuna valutando se la t-PBM produca cambiamenti misurabili nella connettività funzionale a riposo e negli esiti cognitivi quando combinata con la riabilitazione cognitiva.

Il trial utilizza un disegno randomizzato, controllato con sham, pretest-posttest. I partecipanti con aMCI sono stati assegnati casualmente a ricevere t-PBM attiva abbinata a un programma di riabilitazione cognitiva o t-PBM sham con la stessa riabilitazione cognitiva. L'intervento è stato erogato in otto sessioni. Le valutazioni cognitive e le scansioni fMRI a riposo sono state condotte prima della prima sessione e dopo l'ultima sessione per valutare i cambiamenti nelle prestazioni cognitive e nella connettività della DMN. Il modello sperimentale consente la valutazione diretta dei cambiamenti neurali correlati al trattamento, tenendo conto della variazione naturale e degli effetti di pratica.

Per minimizzare i fattori confondenti, è stata monitorata la stabilità dietetica. Tutti i partecipanti hanno completato una visita dietistica al basale e al follow-up per documentare le abitudini alimentari e ridurre l'influenza dei cambiamenti legati alla dieta sugli esiti cognitivi o di imaging. Inoltre, sono stati raccolti campioni di sangue venoso periferico al basale per l'analisi genetica. Il genotipaggio ha preso di mira gli alleli APOE (rs429358, rs7412) e il polimorfismo COMT Val158Met (rs4680). L'estrazione del DNA ha seguito protocolli basati su membrana di silice, e la discriminazione allelica è stata eseguita utilizzando PCR in tempo reale basata su TaqMan. L'assicurazione di qualità includeva processi di laboratorio in cieco, duplicati casuali, soglie di tasso di chiamata (>95%) e criteri di equilibrio di Hardy-Weinberg. Questi dati genetici sono stati incorporati in modelli esplorativi per esaminare se il genotipo moderasse la connettività cerebrale basale o la risposta all'intervento.

La neuroimaging è stata condotta utilizzando un sistema di risonanza magnetica GE SIGNA Hero 3.0 Tesla. Le immagini strutturali T1-pesate ad alta risoluzione sono state acquisite utilizzando una sequenza MPRAGE assiale (TR = 2745 ms, TE = 3.01 ms, TI = 1020 ms, angolo di flip = 8°, spessore della fetta 1 mm, dimensione del voxel 0.44 × 0.44 × 1 mm, 225 fette). I dati di risonanza magnetica funzionale a riposo sono stati raccolti utilizzando una sequenza di imaging eco-planare multibanda assiale (TR = 2000 ms, TE = 22 ms, angolo di flip = 20°, dimensione del voxel 3.125 × 3.125 × 3 mm, 45 fette, matrice 64 × 64, 200 volumi; circa 6 minuti 40 secondi). Ai partecipanti è stato istruito di rimanere fermi, tenere gli occhi chiusi ed evitare attività mentali focalizzate durante la scansione. Questi dati consentono una stima affidabile della connettività funzionale della DMN prima e dopo l'intervento.

Lo studio integra esiti di riabilitazione cognitiva, neuroimaging funzionale, monitoraggio dietetico e profilazione genetica per esplorare gli effetti neurobiologici e comportamentali della t-PBM nell'aMCI. Valutando i cambiamenti a livello di rete e le potenziali differenze individuali nella risposta al trattamento, il trial mira a migliorare la comprensione se la t-PBM possa servire come intervento adiuvante mirato alla rete per individui con deterioramento cognitivo precoce.