Netwerkgestuurde TMS bij de vroege ziekte van Alzheimer (NetTMS)

Dementie als gevolg van de ziekte van Alzheimer (AD) is een belangrijk probleem voor de volksgezondheid in de VS met enorme zorgkosten en geen effectieve farmacotherapie ondanks meerdere klinische onderzoeken. Talrijke onderzoeken hebben aangetoond dat milde cognitieve stoornissen (MCI) een voorbode zijn van AD en mogelijk vatbaar zijn voor niet-farmacologische interventie. Transcraniële magnetische stimulatie (TMS) is een veelbelovende niet-invasieve therapeutische benadering waarvan is aangetoond dat het de plasticiteit van de hersenen verhoogt en cognitieve functies verbetert die in het hele AD-spectrum zijn aangetast. Hoewel TMS voordelen heeft laten zien in normatieve populaties, is er nog steeds behoefte om werkzaamheid aan te tonen in AD-gerelateerde populaties.

Het meeste eerdere neurostimulatieonderzoek naar AD en MCI was gericht op de effecten van stimulatie in één hersengebied, maar de cognitieve processen die aan een succesvol geheugen ten grondslag liggen, worden gemedieerd door een complex netwerk van het hele brein. Neurostimulatie beïnvloedt meerdere locaties binnen een corticaal netwerk, maar deze meer globale effecten zijn niet gebruikt als doelwit voor stimulatie vanwege de beperkte kennis over de invloed van een enkele locatie op meer wijdverbreide corticale veranderingen. De nieuwigheid van het huidige voorstel is dat de onderzoekers informatie gebruiken over de netwerkcontrolestructuur van de getroffen hersengebieden door rekening te houden met de invloed van neuromodulatie op globale veranderingen in de hersenstatus of connectiviteit en de onderliggende vasculaire veranderingen die langetermijngevolgen voor gedrag bemiddelen. Deze netwerkgebaseerde TMS wordt geïnformeerd door functionele connectiviteit en neurovasculair als bemiddelaars van de gedragsrespons als een middel om de TMS-behandeling specifiek af te stemmen op de neuropathologie van elke MCI-patiënt, waardoor de behandeling wordt geïndividualiseerd om betere therapeutische effecten te bereiken.

Om dit probleem aan te pakken, zullen de onderzoekers multimodale neuroimaging en netwerkmodellering gebruiken tijdens een episodische geheugentaak om aan te tonen hoe focale neurostimulatie veranderingen in neurale functie en gedrag in MCI oproept. Deze doelen komen aan de orde in twee specifieke doelen. Ten eerste zullen de onderzoekers netwerkgebaseerde TMS gebruiken om de activering van een geheugensuccesnetwerk (MSN) in een groep MCI-patiënten te optimaliseren, gericht op een TMS-site die gericht is op de beheersbaarheid van een stimulatiesite om het maximale voordeel te bieden aan geheugenprestaties. . Ten tweede zal het onderzoeksteam longitudinale veranderingen in structurele en neurovasculaire factoren beoordelen die de werkzaamheid van geïndividualiseerde netwerkgebaseerde TMS beïnvloeden tijdens meerdere sessies van gelijktijdige TMS-fMRI. Door een multimodaal model te creëren van deze neurovasculaire tekorten gerelateerd aan MCI, zullen de onderzoekers netwerkgebaseerde TMS systematisch aanpassen om aan te tonen hoe het MCI-brein deze neurale tekorten zou kunnen compenseren. Het voorgestelde werk zal het eerste in zijn soort zijn dat het nut van netwerkbeheersbaarheid als een TMS-doel voor geheugenverbetering bij AD-gerelateerde syndromen inschat, en het eerste dat de neuroplastische effecten op korte termijn van neuromodulatie zo gedetailleerd beoordeelt. De kennis die door dit project wordt opgedaan, kan daarom leiden tot nieuwe en innovatieve biometrie voor het meten van farmacologische en niet-farmacologische behandelingsrespons of voor gerichte en verrijkte klinische onderzoeken bij AD en aanverwante aandoeningen.