Individualisert hjernestimulering for å forbedre mobiliteten ved Alzheimers sykdom (ISTIM-AD)

Utover den dype innvirkningen på hukommelsen, påvirker Alzheimers sykdom (AD) nevropatologi, selv i de tidlige stadiene, prefrontale lober som fører til eksekutiv dysfunksjon og mobilitetsforstyrrelser. Prefrontale cortexfunksjoner, inkludert eksekutiv kontroll, oppmerksomhet og arbeidsminne, er kjent for å avta med progresjonen av AD. Hos eldre voksne er bedre ytelse på utøvende kognitive oppgaver assosiert med større aktivering av venstre dorsolateral prefrontal cortex (dlPFC). Redusert aktivering i dlPFC antas å spille en rolle i både den utøvende og fysiske funksjonsnedgangen sett i AD, noe som i betydelig grad bidrar til tap av funksjonell uavhengighet. Ved mild AD er en persons tilstand av eksekutiv funksjon en sensitiv prediktor for evnen til å stå og gå trygt, spesielt når man utfører ytterligere kognitive oppgaver (dvs. dobbel oppgaver). Derfor hevder etterforskerne at ved å lette eksitabiliteten til venstre dlPFC, kan noen av de tidlige kognitive og mobilitetsvansker av AD reduseres, noe som til slutt fører til mer funksjonell uavhengighet, økt fysisk aktivitet og forbedret livskvalitet.

tDCS gir et ikke-invasivt middel for å lette eksitabiliteten til den prefrontale cortex og dens tilkoblede nevrale nettverk, og holder dermed løfte som en terapi for å forbedre den utøvende kontrollen av kognisjon og mobilitet hos eldre voksne med mild AD. tDCS modulerer kortikal eksitabilitet ved å føre lavnivåstrømmer gjennom elektroder plassert på hodebunnen over dlPFC. Disse strømmene induserer elektriske felt i hjernen som igjen polariserer nevronpopulasjoner og endrer deres sannsynlighet for å skyte. Forskerteamet viste hos eldre voksne i alderen 65 år og eldre med eksekutiv dysfunksjon og langsom gang at 10 økter på 20 minutter med tDCS rettet mot venstre dlPFC forbedret kognitiv og fysisk funksjon i minst to uker etter intervensjonen. Betydelig bevis, inkludert våre foreløpige studier, tyder nå på at multi-session tDCS-intervensjoner rettet mot dlPFC kan indusere målbare og meningsfulle forbedringer i kognitive og/eller mobilitetsutfall hos relativt friske voksne og hos de med mild til moderat eksekutiv dysfunksjon. Likevel er størrelsen og varigheten av tDCS-induserte fordeler hos eldre voksne med eksekutiv dysfunksjon ikke fastslått. Til dags dato har dessuten ikke tDCS-levering forsøkt å redegjøre for mellommenneskelige forskjeller hos eldre voksne, spesielt den høye interindividuelle variansen i hud, hodeskalle, hjerne og cerebrospinalvæske og hvordan hver av disse egenskapene påvirker strømstrømmen. Slik personalisering er nå mulig med den nåværende flytmodelleringen etterforskerne foreslår.

Det overordnede målet med studien er å gjennomføre en pilot, randomisert sham-kontrollert studie for å bestemme gjennomførbarheten og effekten av en 10-sesjons personalisert tDCS-intervensjon rettet mot venstre dlPFC på kognitiv funksjon, dobbeltoppgave stående og gå, og andre beregninger for mobilitet hos 24 eldre voksne med mild AD som bor i støtteboliger. Etterforskerne vil inkludere personlig tilnærming til strømflytmodellering ved bruk av strukturelle MRI-er for å bestemme tDCS-elektrodeplasseringen og stimuleringsparametere for å optimalisere strømstrømmen til hver deltakers hjerne. Etterforskerne forventer ikke at tDCS skal respektere de strukturelle hjerneendringene som er et resultat av AD, men i stedet maksimere funksjonen til gjenværende, intakte hjerneneuroner og frontale nettverk, og dermed forbedre funksjonelle resultater hos mennesker som lider av den nevrodegenerative prosessen.

Etterforskerne antar at hos eldre voksne 65 år og eldre med mild AD, en personlig tDCS-intervensjon rettet mot venstre dlPFC, sammenlignet med sham, vil redusere kostnadene for dobbeltoppgaver for kontroll av gang- og ståendestilling og forbedre utøvende funksjon.