Kognitiv forbedring gjennom modellbasert og individualisert nevrostimulering

Hensikten med denne forskningen er å sammenligne effekten av forskjellige transkraniell elektrisk stimulering (tES) protokoller på både EEG og atferdsmarkører assosiert med oppmerksomhet og kognitiv kontroll. Begge konvensjonelle tES-protokoller (tDCS, tACS) vil bli sammenlignet med tilpassede stimuleringsbølgeformer avledet fra en individualisert nevrale modell for hele hjernen (MINDy), og med perioder med falsk eller ingen stimulering.

Ikke-invasive tilnærminger til hjernestimulering lover stort som en intervensjon for å forbedre kognitiv funksjon og hjernefunksjon hos mennesker, både i klinisk svekkede og til og med friske unge voksne populasjoner. Transkraniell elektrisk stimulering, kjent som tES, refererer til en familie av metoder som bruker lavkostteknologier og involverer lavintensitetsstrømmer som er trygge for mennesker, og som har minimal risiko for bivirkninger eller uønskede hendelser. Konvensjonelle tilnærminger, som bruker faste likestrømmer (tDCS) eller vekselstrømmer ved en fast oscillerende frekvens (tACS), har blitt mye brukt både som et grunnleggende forskningsverktøy og som en klinisk intervensjon. Nåværende litteratur antyder imidlertid at tES kan være mer effektiv når den brukes med stimuleringsprotokoller som er: 1) personaliserte (dvs. respekterer individuelle forskjeller i hjernens anatomi og funksjon); og 2) informert av en forståelse av mekanismene som styrer hjernenettverksaktiveringsdynamikk og interaksjoner.

Etterforskerne vil bruke et enkeltgruppedesign der 60 friske unge voksne mottar forskjellige stimuleringsprotokoller, (pluss ytterligere 10-12 rekruttert under den innledende pilottestfasen), randomisert innen-subjekt under begge hviletilstander (Mål 1, 2 ) eller kognitive oppgaveforhold (Mål 3), mens hjerneaktivitet overvåkes med elektroencefalografi (EEG). I løpet av EEG-registreringsperioder vil stimuleringsepoker bli tilfeldig blandet med epoker med falsk eller ingen stimulering, med deltakere maskert for tilstanden. I tillegg vil konvensjonelle stimuleringsprotokoller (tDCS, tACS) sammenlignes med tilpassede stimuleringsbølgeformer avledet fra en individualisert nevrale modell i hele hjernen.

Studien vil bestå av to EEG+tES-økter som hver varer omtrent en time, og som foregår på separate dager.

Utfall vil bli vurdert i form av forskjellige EEG-markører, inkludert spektralkraft både ved stimuleringsstedet og ved målhjernenettverk assosiert med oppmerksomhet og kognitiv kontroll (frontoparietal [FPN] og standardmodus [DMN] nettverk). Atferdsmessig ytelse vil også bli vurdert på en veletablert eksperimentell oppgave (AX-CPT) som manipulerer oppmerksomhet og kognitive kontrollkrav, når det gjelder nøkkelnøyaktighet og ytelsesindekser for reaksjonstid.