De effecten van niet-invasieve hersenstimulatie op fysiek en mentaal functioneren bij oudere volwassenen (BrainSTIM)

Biologische veroudering, vooral in combinatie met cardiovasculaire risicofactoren, leidt tot chronische endotheliale disfunctie in cerebrale microvaatjes die het vermogen van de hersenen aantasten om te voldoen aan de metabole eisen die het dagelijks leven eraan stelt. Deze chronische mismatch tussen bloedtoevoer en metabolische vraag leidt vaak tot cerebrale microvasculaire ziekte (CMD), of de opeenhoping van ischemische schade binnen een netwerk van frontale en subcorticale regio's. CMD wordt herkend als hyperintensiteit van de witte stof op MRI-scans en manifesteert zich klinisch als mobiliteitsbeperking, executieve disfunctie en depressief affect. Aangezien 11-17% van de oudere personen zich presenteert met deze constellatie van symptomen, en elk van deze symptomen onafhankelijk verband houdt met verhoogde morbiditeit en mortaliteit, is CMD een kritiek maar onderbestudeerd probleem in de gezondheidszorg met snel groeiende persoonlijke en economische kosten.

Er is momenteel geen remedie voor CMD en onderzoeken gericht op farmacologische verbetering van niet-selectieve systemische vasodilatatie rapporteren geen therapeutische waarde (Sorrond & Lipsitz, 2011). Ons team heeft echter aangetoond dat de ernst van de klinische symptomen van mensen met CMD in belangrijke mate afhankelijk is van het resterende vermogen van de hersenen om de juiste corticale netwerken te activeren wanneer de metabolische vraag toeneemt door de uitvoering van verschillende cognitief-motorische taken (Purkayastha et al. ., 2014; Sorond et al., 2010; Sorond et al., 2011). Daarom voorspellen onderzoekers dat verbetering van het vermogen om de juiste corticale netwerken te activeren als reactie op een verhoogde metabolische vraag, de symptomen zou verbeteren en de kwaliteit van leven van patiënten met CMD zou verbeteren.

Transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) maakt niet-invasieve, selectieve en aanhoudende modulatie van corticale activering mogelijk. tDCS werkt door lage stromen tussen twee of meer schedelelektroden te sturen, wat de polariteit van de hersenen verandert en dus de perfusie en corticale prikkelbaarheid. Een sessie van 20 minuten van tDCS gericht op de linker prefrontale cortex verhoogt acuut de corticale activering tijdens zowel cognitieve als motorische taakprestaties bij gezonde volwassenen. Onderzoekers hebben aangetoond dat dezelfde stimulatie de mobiliteit en cognitieve prestaties verbetert bij thuiswonende ouderen. Bovendien verminderen herhaalde tDCS-sessies gedurende een periode van een maand de symptomen van depressie en kunnen ze de uitvoerende functie bij gezonde personen verbeteren. Dit voorlopige bewijs suggereert dat tDCS een effectieve interventie voor CMD kan zijn; de impact van tDCS op deze ziekte is echter niet onderzocht.

De onderzoekers van het onderzoek streven er uiteindelijk naar om de therapeutische werkzaamheid van tDCS bij patiënten met CMD te onderzoeken door een dubbelblind, proof-of-principle, sham-gecontroleerd parcours uit te voeren, samen met uitgebreide functionele en neurofysiologische beoordelingen. Om het ontwerp af te ronden en de implementatie van deze definitieve studie te plannen, streven de onderzoekers momenteel naar:

1. Voer een pilotstudie uit om de haalbaarheid vast te stellen van de inzet van tDCS in grote populaties van individuen met CMD, en om voorlopig bewijs te verkrijgen voor een causaal effect van de interventie op mobiliteit, executieve functies en depressieve symptomen in deze populatie.
2. Onderzoek binnen de pilotstudie de effecten van de tDCS-interventie op corticale activering als reactie op cognitief-motorische taken.

Deze studie zal als eerste in zijn soort proof-of-principle bewijs leveren over de vraag of tDCS zinvolle symptomatische verlichting biedt aan patiënten met CMD. Bovendien zal het een meer definitieve, grootschalige gerandomiseerde gecontroleerde studie (RCT) informeren door informatie te verstrekken over rekrutering en retentie, therapietrouw, schattingen van effectgrootte en de neurofysiologische onderbouwing van verwachte functionele verbeteringen. Indien succesvol, zal de opgedane kennis naar verwachting ook het onderzoek naar tDCS stimuleren als behandeling voor vele andere ziekten - van dementie tot diabetes - die een negatieve invloed hebben op het vermogen van de hersenen om geschikte corticale netwerken te activeren.