Effect van transcraniële magnetische stimulatie op het geheugen

Sinds de eerste editie van Emil Kraepelins meesterwerk uit 1893, Dementia Praecox, hebben psychiaters cognitieve disfunctie erkend als de belangrijkste belemmering voor herstel en psychosociale rehabilitatie van patiënten met schizofrenie. Hoewel de momenteel beschikbare farmacotherapie psychotische symptomen kan verbeteren, is er nog steeds geen grotendeels effectieve behandeling voor stoornissen van kritieke executieve functies - aandacht en werkgeheugen - die algemeen worden beschouwd als de functionele samenhang van deze uiterst kostbare ziekte. Het lijkt dus heuristisch redelijk om vermeende behandelingswijzen te overwegen die specifiek op deze tekorten kunnen zijn gericht. Er is bijvoorbeeld overvloedig bewijs dat de aanname ondersteunt dat pre-taak alfabandvermogen, gemeten als gemiddelde piekfrequentie, omgekeerd geassocieerd is met reactietijd (RT) - een index van coderingsefficiëntie - in een werkgeheugentaak. Bovendien suggereert recent bewijs dat de alfa-piekfrequentie vóór de taak de uitkomst van tests van het werkgeheugen voorspelt. Er zijn ook aanwijzingen dat patiënten met schizofrenie een lage pre-taak alfa-piekfrequentie hebben en langzamere RT op werkgeheugenparadigma's, zoals de n-back en Sternberg in vergelijking met gezonde controles; alles bij elkaar genomen, maakt de bewijskracht de veronderstelling aannemelijk dat een toename van het vermogen van de alfaband vóór de taak van de patiënt in verband kan worden gebracht met een snellere reactietijd. Met name in dit verband suggereert recent bewijs dat transcraniële magnetische stimulatie (TMS) de pre-taak alfa kan verhogen en wordt geassocieerd met een snellere RT bij gezonde proefpersonen. Er zijn nog geen meldingen van het effect van TMS op de piekfrequentie of reactietijd van de alfaband bij patiënten met schizofrenie. Een cruciaal obstakel voor vooruitgang in de klinische neurowetenschap van TMS-effecten bij menselijke proefpersonen tot nu toe was het ontbreken van een middel om het optimale onderwerpspecifieke hersengebied te bepalen waarop TMS moet worden gericht. Corticale doelen voor stimulatie worden gewoonlijk geselecteerd op basis van groepsgemiddelde gegevens, met de stilzwijgende aanname dat kandidaten voor TMS allemaal hetzelfde gedistribueerde neurale circuit gebruiken om een ​​bepaalde cognitieve taak uit te voeren. Deze niet-geteste veronderstelling is een denkbare bron van de verwarrende discrepantie tussen de uitkomsten van klinische TMS-onderzoeken, bijvoorbeeld in de literatuur over de behandeling van depressie. In dit verband rapporteerde een groep uit ons laboratorium onlangs het gebruik van op structurele vergelijkingsmodellering (SEM) gebaseerde padanalyse om groeps- en onderwerpspecifieke modellen te construeren van de 2-back werkgeheugentaak bij gezonde proefpersonen die met PET werden bestudeerd. De resultaten van dit onderzoek suggereren dat er mogelijk een significant verband bestaat tussen cognitieve strategie, circuitpad en geheugenprestaties. We ontdekten dat hogere scores geassocieerd waren met activering van een gedistribueerd circuit van de linkerhersenhelft en een verbale cognitieve strategie, terwijl lager scorende proefpersonen een circuit van de rechterhersenhelft en een visueel-ruimtelijke strategie gebruikten. Deze bevindingen komen met name overeen met die van eerdere studies die verschillende analysemethoden en een vergelijkbaar paradigma gebruikten. Alles bij elkaar genomen suggereren deze gegevens dat een proef met TMS gericht op het verbeteren van de reactietijd van het werkgeheugen door het alfavermogen vóór de taak te verhogen, eerst de overheersende knooppunten van een onderwerpspecifiek werkgeheugensubnetwerk zou moeten identificeren als vermeende stimulatieplaatsen. Er zijn geen meldingen van een dergelijke benadering van TMS-doelselectie bij gezonde controles of patiënten met schizofrenie. In dit proof of concept met protocol voor gezonde proefpersonen is onze belangrijkste aanname dat TMS met alfafrequentie gericht op een onderwerpspecifiek overheersend knooppunt (rechter of linker DLPFC) van een gedistribueerd neuraal netwerk de reactietijd op de n-back- en Sternberg-werkgeheugenparadigma's vermindert.