Effektene av ikke-invasiv hjernestimulering på fysisk og mental funksjon hos eldre voksne (BrainSTIM)

Biologisk aldring, spesielt når det kombineres med kardiovaskulære risikofaktorer, fører til kronisk endotelial dysfunksjon i cerebrale mikrokar som svekker hjernens evne til å møte de metabolske kravene som hverdagslivet stiller til den. Denne kroniske mismatchen mellom blodforsyning og metabolsk etterspørsel fører ofte til cerebral mikrovaskulær sykdom (CMD), eller akkumulering av iskemisk skade innenfor et nettverk av frontale og subkortikale regioner. CMD er anerkjent som hvit substans hyperintensitet på MR-skanninger og manifesterer seg klinisk som bevegelseshemming, eksekutiv dysfunksjon og deprimert affekt. Ettersom 11-17 % av eldre individer har denne konstellasjonen av symptomer, og hvert av disse symptomene er uavhengig knyttet til økt sykelighet og dødelighet, er CMD et kritisk, men understudert helseproblem med raskt voksende personlige og økonomiske kostnader.

Det er foreløpig ingen kur for CMD og studier rettet mot farmakologisk forbedring av ikke-selektiv systemisk vasodilatasjon rapporterer ingen terapeutisk verdi (Sorrond & Lipsitz, 2011). Teamet vårt har imidlertid vist at alvorlighetsgraden av de kliniske symptomene som de med CMD lider av er kritisk avhengig av hjernens gjenværende kapasitet til å aktivere de riktige kortikale nettverkene når metabolsk etterspørsel økes ved utførelse av ulike kognitive-motoriske oppgaver (Purkayastha et al. ., 2014; Sorond et al., 2010; Sorond et al., 2011). Derfor spår etterforskere at forbedring i kapasiteten til å aktivere passende kortikale nettverk som svar på økt metabolsk etterspørsel vil lindre symptomene og forbedre livskvaliteten til pasienter med CMD.

Transkraniell likestrømstimulering (tDCS) muliggjør ikke-invasiv, selektiv og vedvarende modulering av kortikal aktivering. tDCS fungerer ved å sende lavnivåstrømmer mellom to eller flere hodebunnselektroder, noe som endrer hjernens polaritet og dermed perfusjon og kortikal eksitabilitet. En 20-minutters økt med tDCS rettet mot venstre prefrontale cortex øker akutt kortikal aktivering under både kognitiv og motorisk oppgaveutførelse hos friske voksne. Etterforskere har vist at denne samme stimuleringen forbedrer mobilitet og kognitiv ytelse hos eldre voksne som bor i samfunnet. I tillegg reduserer gjentatte tDCS-økter over en månedsperiode symptomer på depresjon og kan forbedre eksekutiv funksjon hos friske individer. Dette foreløpige beviset tyder på at tDCS kan være en effektiv intervensjon for CMD; virkningen av tDCS på denne sykdommen har imidlertid ikke blitt undersøkt.

Studiens etterforskere tar til syvende og sist sikte på å undersøke den terapeutiske effekten av tDCS hos pasienter med CMD ved å gjennomføre en dobbeltblind, proof-of-princip, sham-kontrollert løype sammen med omfattende funksjonelle og nevrofysiologiske vurderinger. For å fullføre utformingen og planlegge gjennomføringen av denne definitive rettssaken, har etterforskerne for tiden som mål å:

1. Gjennomfør en pilotstudie for å etablere gjennomførbarheten av utplassering av tDCS i store populasjoner av individer med CMD, og ​​for å oppnå foreløpige bevis for en årsakseffekt av intervensjonen på mobilitet, eksekutiv funksjon og depressive symptomer i denne populasjonen.
2. Innenfor pilotstudien, undersøk effekten av tDCS-intervensjonen på kortikal aktivering som svar på kognitiv-motoriske oppgaver.

Denne studien vil gi første i sitt slag, bevis på prinsippet om hvorvidt tDCS gir meningsfull symptomatisk lindring til pasienter med CMD. Videre vil den informere om en mer definitiv, større skala randomisert kontrollert studie (RCT) ved å gi informasjon om rekruttering og oppbevaring, etterlevelse, estimater av effektstørrelse og nevrofysiologisk grunnlag for forventede funksjonsforbedringer. Hvis det lykkes, forventes oppnådd kunnskap også å stimulere etterforskningen av tDCS som behandling for mange andre sykdommer - fra demens til diabetes - som negativt påvirker hjernens kapasitet til å aktivere passende kortikale nettverk.