Nettverksveiledet TMS ved tidlig Alzheimers sykdom (NetTMS)

Demens på grunn av Alzheimers sykdom (AD) er et ledende folkehelseproblem i USA med enorme pleiekostnader og ingen effektiv farmakoterapi til tross for flere kliniske studier. Tallrike studier har vist at mild kognitiv svikt (MCI) er en forløper til AD og potensielt mottagelig for ikke-farmakologisk intervensjon. Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) er en lovende ikke-invasiv terapeutisk tilnærming som har vist seg å øke hjernens plastisitet og forbedre kognitive funksjoner som er svekket over hele AD-spekteret. Selv om TMS har vist fordeler i normative populasjoner, er det fortsatt behov for å vise effekt i AD-relaterte populasjoner.

Mest tidligere nevrostimuleringsforskning på AD og MCI har fokusert på effekter av stimulering i en hjerneregion, men de kognitive prosessene som ligger til grunn for vellykket hukommelse er mediert av et komplekst helhjernenettverk. Nevrostimulering påvirker flere steder i et kortikalt nettverk, men disse mer globale effektene har ikke blitt brukt som mål for stimulering på grunn av begrenset kunnskap om hvilken innflytelse et enkelt sted har på mer utbredte kortikale endringer. Nyheten i det nåværende forslaget er at etterforskerne bruker informasjon om nettverkskontrollstrukturen til de berørte hjerneområdene ved å vurdere påvirkningen av nevromodulasjon på globale endringer i hjernetilstand eller tilkobling og de underliggende vaskulære endringene som medierer langsiktige konsekvenser for atferd. Denne nettverksbaserte TMS-en er informert av funksjonell tilkobling og nevrovaskulær som mediatorer av atferdsresponsen som et middel til å spesifikt skreddersy TMS-behandlingen til nevropatologien til hver MCI-pasient, og dermed individualisere behandlingen for å oppnå bedre terapeutiske effekter.

For å løse dette problemet, vil etterforskerne bruke multimodal nevroimaging og nettverksmodellering under en episodisk minneoppgave for å demonstrere hvordan fokal nevrostimulering fremkaller endringer i nevral funksjon og atferd i MCI. Disse målene vil bli adressert i to spesifikke mål. For det første vil etterforskerne bruke nettverksbasert TMS for å optimalisere aktiveringen av et minnesuksessnettverk (MSN) i en gruppe MCI-pasienter, rettet mot et TMS-nettsted som fokuserte på kontrollerbarheten til et stimuleringssted for å gi maksimal fordel for minneytelsen. . For det andre vil studieteamet vurdere longitudinell endring i strukturelle og nevrovaskulære faktorer som påvirker effekten av individualisert nettverksbasert TMS over flere økter med samtidige TMS-fMRI. Ved å lage en multimodal modell av disse nevrovaskulære defektene relatert til MCI, vil etterforskerne systematisk justere nettverksbasert TMS for å demonstrere hvordan MCI-hjernen kan kompensere for disse nevrale defektene. Det foreslåtte arbeidet vil være det første i sitt slag for å estimere nytten av nettverkskontrollerbarhet som et TMS-mål for minneforbedring ved AD-relaterte syndromer, og det første som vurderer de kortsiktige nevroplastiske effektene av nevromodulering i så rike detaljer. Kunnskapen oppnådd av dette prosjektet kan derfor føre til ny og innovativ biometri for å måle farmakologisk og ikke-farmakologisk behandlingsrespons eller for målrettede og berikede kliniske studier i AD og relaterte lidelser.