Miglioramento Personalizzato della Memoria nell'Invecchiamento con tACS a Ciclo Chiuso

Il declino cognitivo, specialmente nella memoria e nel controllo esecutivo, rappresenta una sfida di salute pubblica crescente con l'invecchiamento della popolazione, contribuendo alla perdita di indipendenza, alla riduzione della qualità della vita e all'aumento dei costi sanitari associati alla malattia di Alzheimer e alle demenze correlate (ADRD). Nonostante decenni di ricerca, esistono poche interventi non farmacologici efficaci in grado di rallentare o invertire queste perdite cognitive. La stimolazione transcranica a corrente alternata (tACS) è recentemente emersa come una tecnica promettente, sicura e non invasiva per modulare i ritmi neurali che supportano la memoria. Tuttavia, gli approcci esistenti rimangono limitati da programmi di stimolazione standardizzati che non tengono conto dei modelli di connettività cerebrale individuali o delle fluttuazioni dinamiche dello stato cognitivo.

Questo progetto mira a promuovere la neuromodulazione di precisione per l'invecchiamento cognitivo ottimizzando e personalizzando protocolli tACS ad alta risoluzione per migliorare la memoria negli anziani. Basandoci su solidi dati pilota che dimostrano la fattibilità della stimolazione personalizzata e adattativa, utilizzeremo imaging multimodale (EEG e fMRI) per monitorare i cambiamenti nella sincronia frontotemporale, in particolare l'accoppiamento fase-ampiezza theta-gamma e la sincronizzazione di fase theta, noti per supportare la formazione e il recupero della memoria.

L'Obiettivo 1 stabilirà come il modello di stimolazione (forme d'onda modellate vs. continue) e il programma (uno, tre o cinque giorni consecutivi) influenzino la durata del miglioramento della memoria. Confrontando sei protocolli di dosaggio sistematicamente variati, determineremo il modello e il programma di ripetizione ottimali che massimizzano e sostengono i miglioramenti nella capacità di memoria di lavoro, nel controllo dell'interferenza e nel riconoscimento della memoria a lungo termine nel corso di un mese.

L'Obiettivo 2 svilupperà e testerà un sistema tACS a circuito chiuso guidato dalla connettività che monitora continuamente la sincronizzazione neurale nella rete frontotemporale e regola i parametri di stimolazione in tempo reale. Questo quadro adattativo è progettato per adattare la stimolazione allo stato cerebrale in evoluzione di ciascun partecipante, consentendo un potenziamento cognitivo più efficiente e individualizzato rispetto agli approcci statici.

Integrando misure comportamentali, elettrofisiologiche e di neuroimaging con algoritmi di controllo adattativi, questa ricerca identificherà biomarcatori affidabili di responsività, chiarirà i meccanismi causali che collegano la sincronia neurale alla memoria e produrrà una nuova classe di interventi personalizzati e guidati dalla connettività per il declino cognitivo. I risultati getteranno le basi per trattamenti scalabili, non invasivi e guidati dai meccanismi per ADRD e la perdita di memoria legata all'età, promuovendo la più ampia missione NIH di favorire un invecchiamento cognitivo sano.