Theta Burst Stimulation(TBS)을 이용한 일화기억의 변조

목표 및 가설 연구의 목적은 건강한 노인(hOA)의 일화 기억(EM)에 대한 경두개 자기 자극(TMS)의 비교적 새로운 패러다임인 세타 파열 자극(TBS)의 효과를 평가하는 것입니다.

목표 1: 건강한 노인의 일화 기억(EM)에 대한 세타 버스트 자극(TBS)의 효과를 평가합니다. 가설 1 - 한 세션의 TBS로 기준선과 비교하여 EM에서 상당한 개선이 있을 것입니다.

목표 2: 백질 무결성을 TBS로 작업 검색 개선과 연관시킵니다. 가설 2 - 더 강한 백질(WM) 관 연결은 검색 성능의 더 큰 개선과 관련이 있습니다.

배경 알츠하이머병(AD)은 2000억 달러 이상의 비용으로 500만 명의 미국인에게 영향을 미칩니다. 알츠하이머병의 첫 번째이자 가장 쇠약하게 만드는 증상은 개인의 과거 사건을 기억하는 능력의 심각한 결손, 즉 일화 기억(episodic memory, EM)으로, 결국 환자는 가족과 친구로부터 고립되어 독립적으로 살 수 없게 됩니다. 이 EM 적자는 주로 내측 측두엽 영역, 특히 해마(HC)의 악화를 반영합니다. 알츠하이머병 치료는 뇌 손상이 아직 작을 때 질병 진행 초기에 시작해야 하며, 알츠하이머병이 진단될 수 있는 가장 초기 단계는 알츠하이머병으로 인한 경도 인지 장애(MCI-AD)로 알려져 있습니다.

최근에는 기억력 장애를 개선하기 위해 건강한 노인, AD 및 MCI-AD에 다양한 형태의 비 침습적 뇌 자극 기술이 적용되었습니다. 이러한 시험의 대부분은 좌측 배외측 전두엽 피질(DLPFC)에 적용된 고주파 반복 경두개 자기 자극(rTMS)을 사용했습니다. 이러한 연구 중 소수가 유익한 효과를 보였음에도 불구하고 TMS가 노인 인구에서 임상적으로 관련된 효과가 있는지 여부와 이러한 효과를 설명하는 신경 과학 기반 메커니즘에 대해 상당한 의문이 남아 있습니다. TMS를 사용하여 EM을 향상시키는 데 장애가 되는 것은 EM에 가장 중요하고 초기 AD의 영향을 가장 많이 받는 뇌 영역인 해마(HC)가 TMS 직접 효과(두개골 아래 ~1인치)를 넘어 뇌 깊숙이 위치한다는 것입니다. 한 연구는 TMS를 ​​통한 자극을 위해 해마 및 해마 주변 영역을 표적으로 삼으려고 시도했습니다. 그들은 측면 정수리 피질을 자극하고 이 영역과 해마/해마주위 영역(주로 내후각 피질) 사이의 기능적 연결성을 활용하여 연관 기억 작업의 성능을 향상시켰습니다. 열등 세로 다발은 각회를 해마 및 해마 주변 영역에 연결하고 피질에서 피질 하부 구조로 자극 효과를 전파할 수 있지만 백질 신경 세포 집단에 대한 TMS의 영향에 대한 연구는 아래에 자세히 설명된 대로 제한적입니다. 백질 영역의 신경 인구에 대한 TMS의 효과는 최근에 tractography 및 e-field 계산을 사용하여 모델링되었으며 점점 더 이러한 접근 방식은 백질 영역에 의해 설명되는 운동 역치(MT)의 분산 비율을 설명해야 합니다. .

TBS는 TMS의 강력한 패러다임입니다. Huang 등의 주요 논문에 자세히 설명된 대로 패러다임에는 2가지 패턴이 있습니다. - 지속적인 세타 버스트 자극(cTBS) 및 간헐적 세타 버스트 자극(iTBS). 전자는 MEP를 억제하고 후자는 MEP를 증가시킵니다. iTBS는 2초 동안 지속되는 10개의 패킷으로 50Hz 자극을 전달합니다. 50Hz로 전달되는 각 자극 버스트는 자극 전달의 전체 주파수를 5Hz로 만드는 200밀리초마다 주어집니다. 따라서 자극은 5Hz(쎄타 주파수)에서 주어진 중첩된 50Hz 버스트(감마 주파수)를 포함합니다. 치료 결과 측정이 없는 대부분의 조사 연구는 40초의 cTBS 또는 190초의 iTBS를 사용했습니다. 이 두 패러다임 모두 60분 동안 MEP에 변화를 일으키는 것으로 나타났습니다. 자극 패턴의 변화도 효과적이지만 그 사용을 보증하는 연구는 제한적입니다. 따라서 연구자들은 해마 형성에 직접 연결된 피질 영역인 각이랑을 표적으로 하여 건강한 노인(hOA)의 해마 형성 기능을 자극할 것을 제안합니다. 해마 형성에 대한 간접적인 효과를 증가시키기 위해 연구자들은 가장 강력한 TMS 기술인 간헐적 세타 버스트 자극(iTBS)을 사용할 것입니다.

방법론 이 연구는 건강한 노인(hOA)의 EM에 대한 TBS의 효과를 평가하는 파일럿 연구로 설계되었습니다. 조사관은 30명의 참가자를 선별하여 20개의 주제를 선택할 계획입니다.

스크리닝 잠재적 참가자는 60-80세의 연령대에 속하며 Cabeza Lab(Pro00005021)의 이전 연구에 모집된 피험자를 포함하므로 이미 수집된 뇌 영상 데이터가 있습니다.

연구 절차 연구 1일차에 피험자는 NIH(National Institute of Health) 도구 상자를 관리받게 됩니다. NIH 도구 상자는 iPad의 편리함에서 인지 기능을 신속하게 평가하는 포괄적인 신경 행동 측정 세트입니다. NIH 도구 상자 관리에 할당된 총 시간은 45분입니다. 그 후, 피험자는 운동 피질에 간헐적 세타 파열 자극(iTBS)을 투여한 후 운동 유발 전위(MEP)를 수행하게 됩니다. 그런 다음 모터 유발 전위(MEP)를 다시 측정합니다. iTBS로 운동 유발 전위(MEP)가 10% 증가하지 않은 피험자는 연구의 추가 부분에서 제외됩니다.

우리의 연구는 iTBS(간헐적 세타 버스트 자극)로 알려진 특정 종류의 TMS를 ​​사용합니다. 연구 1일차에 피험자는 왼쪽 iTBS를 운동 피질에 투여합니다. 피험자는 의자에 앉게 됩니다. 근전도(EMG) 전극은 모터 유발 전위(MEP) 기록을 위해 오른손에 적용됩니다. iTBS의 경우 활성 모터 임계값은 이 검토에서 자세히 설명된 대부분의 theta burst 연구에서 사용된 80%입니다. 피험자는 19개의 열차와 600개의 펄스로 구성된 거의 3분 동안 3~5Hz에서 제공되는 50Hz 버스트로 구성된 iTBS를 받게 됩니다. MEP가 기준선으로 돌아갈 때까지 주제를 모니터링합니다. 부작용 체크리스트는 실험 세션의 시작과 끝에서 완료됩니다. 모든 세션은 프로토콜 조사자 중 한 명 또는 프로토콜 조사자가 감독하는 훈련되고 공인된 연구 보조원이 수행합니다.

MEP에서 10% 증가가 보이면 대상자는 iTBS의 두 번째 세션 또는 스크리닝 세션 1시간 후 왼쪽 각회에 가짜 자극을 받게 됩니다. iTBS를 받는 경우 1200펄스에 해당하는 6분간의 자극과 38회 자극으로 구성됩니다. MEP가 기준선으로 돌아갈 때까지 주제를 모니터링합니다. 부작용 체크리스트는 실험 세션의 시작과 끝에서 완료됩니다. 가짜 자극은 표면 전극을 사용하여 실제 자극을 받는 경험을 모방합니다. 모든 세션은 프로토콜 조사자 중 한 명 또는 프로토콜 조사자가 감독하는 훈련되고 공인된 연구 보조원이 수행합니다. 주제는 자극 후 작업의 검색 부분과 자극으로 에피소드 메모리 작업의 인코딩 시험을 수행합니다.