Hjernefunksjonelle endringer følger med modulerende effekter av transkraniell likestrømstimulering i kognitiv svikt

Siden apriori -registrering ikke ble gjort før innledningen av studien og alle deltakerne allerede gjennomgikk TDCS -intervensjon, sender etterforskerne dermed protokollen til studien i ettertid etter gjennomføringen av prosjektet. Denne studien ble utført ved National Institute of Mental Health and Neurosciences (Nimhans), Bengaluru, India, med godkjenning av NIMHANS Institutional Ethics Committee.

Studieprøve: Alle samtykkende deltakere av begge kjønn (aldersområde: 55 - 84 år) som oppfyller inkluderings- og eksklusjonskriteriene (se nedenfor), som fortløpende deltok på polikliniske tjenester fra Geriatric Clinic and Services (GCS), Nimhans fra august 2019 til desember 2022 med minneklager ble rekruttert i denne studien med tegnet deres tegnet til desember 2022 med minneklager. Bare høyrehendte individer ble rekruttert som vurdert ved bruk av Edinburgh Handedness Inventory (EHI). Deltakerne ble vist for å sikre at bare de med optimal hørsel og synsskarphet ble rekruttert. De kliniske diagnosene av MCI og mild AD laget av klinikere ved GCS ved Nimhans ble bekreftet ved bruk av National Institute on Aging - Alzheimers Association (NIA -AA) diagnostiske kriterier og klinisk demensvurdering [CDR] (CDR -score på 0,5 for MCI og 1 for mild AD). Deltakere med CDR -score over 1 ble ekskludert fra denne studien. Andre eksklusjonskriterier inkluderte samtidige medisinske tilstander som hypotyreose, hyperkalsemi, vitamin B12 -mangel, ukontrollert hypertensjon og diabetes, neurosyphilis, normalt trykkhydrocefalus, subdural hematom, etc., som krever igangsetting av medisinsk/kirurgisk intervensjon og//eller tittrering av medisiner, etc., som krever igangsetting av medisinsk/kirurgisk intervensjon og/eller tittrering av medisiner, etc., som krever igangsetting av medisinsk trykkhydrocefalus, subdural hematom av medisinsk trykktrykk av medisinsk trykktrykkhydrocefalus og/eller/eller tittrasjon av medisin, som krever igangsetting av medisinsk trykkhydrocefalus, subdural hematom, etc., som krever initiering av medisinsk trykkhydrocefalus, subdro. eksisterende viktige psykiatriske og nevrologiske sykdommer, som schizofreni spektrumforstyrrelser, bipolar affektiv lidelse, major depressiv lidelse, tvangsforstyrrelse, stoffavhengighet, intellektuell funksjonshemming, Parkinsons sykdom og relaterte lidelser, hjerneslag, Epileps og andre kroniske nevrologiske/neurroverende lidelser og annen kronisk neurologisk/neurodert lidelse og annen kronisk neurologisk/neurodisk/neure-lidelse og andre og nåværende bruk av antipsykotika, antidepressiva og benzodiazepiner. Førti pasienter (19 MCI og 21 Mild AD) samtykket til å delta i studien og fullførte TDCS-intervensjonsprotokollen, som omfattet daglige 20-minutters TDCS-økter i 10 dager. Alle deltakerne gjennomgikk detaljerte nevropsykologiske vurderinger, hviletilstand funksjonell magnetisk resonansavbildning (RSFMRI), oppgavebasert funksjonell magnetisk resonansavbildning (TBFMRI) samt hviletilstandsmagnetoencefalografi (RSMEG) etter TDCS-intervensjon.

Nevropsykologisk batteri for eldre (NNB-E): Dette batteriet inkluderer tester med episodisk minne, utøvende funksjoner, oppmerksomhet, visuospatial funksjon og parietal fokalskilt og krevde 1,5 timer å administrere og score. Vurderinger ble utført ved baseline (pre-TDC) og etter fullført den siste TDCS-økten (post-TDCS). Disse vurderingene før og etter TDCs ble utført på en måte som forhindret den samme forskeren i å gjøre begge testene for en bestemt deltaker. I tillegg var den personen som gjennomførte etter-TDCS-vurderingen blind for resultatene av forvurderingen. To forskjellige former ble brukt for vurderingene før og etter TDCS av en deltaker for å unngå praksiseffekter. Shapiro Wilk-test ble utført for å sjekke normalitetsfordelingen av forskjellene mellom score før og post-TDCs for hver undertest (n = 26) av NNB-E. Følgelig ble sammenkoblede t-tester og Wilcoxon signerte rangeringstester utført henholdsvis for normalt og ikke-normalt distribuerte delprøvepoeng for å se etter betydelige effekter av TDCS-intervensjon.

Magnetisk resonansavbildning (MRI): MR-ene ble anskaffet på en 3tesla Philips Ingenia CX (Philips Healthcare, Netherlands) -skanner med en 32-kanals faset-array head Coil. Under oppkjøp av RS-FMRI ble deltakerne instruert om å forbli fysisk og mentalt avslappet med øynene åpne og ikke fokusere på noe spesielt. Disse funksjonelle MR-bildene som tilsvarer hver deltaker ble visuelt undersøkt for skanner eller anskaffelsesrelaterte gjenstander. RS-FMRI-dataene til en deltaker hver fra MCI og milde AD-gruppene viste mer enn 5% intensitetsvariasjon i to påfølgende volumer som indikerer dårlig kvalitet på funksjonelle bilder på grunn av bevegelsesgjenstander som er validert ved bruk av derivat av rotmidler i kvadratvariansen over voxels (Dvars). Etter utelukkelse av både pre- og post-RSFMRI-skanninger av disse to deltakerne, ble dataene fra de resterende 38 deltakerne (n = 18 i MCI-gruppen og n = 20 i den milde AD-gruppen) videre analysert. Frøet for frø-til-voxel hviletilstandsfunksjonell tilkobling (S2V-RSFC) -analyse ble satt ved bruk av Harvard Cortical Atlas, som den venstre midtre frontal gyrus (LMFG), tilsvarende venstre DLPFC, stedet for de anodale TDC-ene. Analysen mellom intervensjon før og post-TDCs ble utført ved bruk av den sfæriske masken til LMFG som 'frø' og hele hjernevolumet for 'voxels'. To-tailed parametrisk statistikk ble implementert for å oppnå resultatene ved bruk av en klyngnivå utbredelsesterskel (P-FDR korrigert) med voxel-terskel ved p <0,001 (p-ukorrigert) og klyngeterskel ved p <0,05 (p-korrigert).

Et nytt episodisk minneparadigme, som består av to oppgaver: en tilfeldig kodingsoppgave og en forsettlig gjenvinningsoppgave, ble brukt til TB-FMRI-anskaffelse. I den tilfeldige kodingsoppgaven ble deltakerne instruert i hver prøve om å indikere ved hjelp av en knappetrykk om de presenterte visuelle bildene var av levende eller ikke-levende objekter. I den forsettlige hentingoppgaven var instruksjonen for hver prøve å indikere ved hjelp av en knappetrykk, enten de presenterte visuelle bildene ble sett før (minnebilder, MI) eller ikke sett før (ikke-minnebilder, NMI). Det optimale antallet forsøk for den tilfeldige kodingsoppgaven (levende objekter: 55; ikke-levende objekter: 55; fikseringskors: 56) og den forsettlige hentingoppgaven (minnebilder, MI: 55; ikke-minnebilder, NMI: 55; fiksering: 56) var estimert ved bruk av FMI-stimulatoren. Bare deltakerne som viser mer enn 60% ytelsesnøyaktighet på både tilfeldig koding og forsettlig gjenfinning ble analysert. Oppgavebasert fMRI-dataforbehandling og analyser av gjenværende deltakere med tidlig AD (n = 30; MCI = 15, mild AD = 15) ble utført ved bruk av FMRI Expert Analysis Tool (Feat) versjon 6.00 av FMRIB Software Library (FSL), implementering av høy kvalitetsmodellbasert FMRI-dataanalyse. Z (Gaussianised T/F) Statistiske bilder ble terskel ikke-parametrisk ved bruk av klynger bestemt av Z> 2,3 og en korrigert klyngesignansterskel på p = 0,05.

MagnetoencePhalography (MEG): Pre- og post-RSMEG-dataene ble anskaffet ved bruk av Elekta Neuromag® Triux ™ MEG-skanner. To deltakere (1 i MCI-prøven og 1 i den milde annonseprøven) valgte bort å delta i MEG-anskaffelse, og fire deltakere (3 i MCI-prøven og 1 i den milde annonseprøven) deltok ikke i skanninger etter MEG; MEG -data fra de gjenværende deltakerne med tidlig AD (n = 34; MCI = 15, mild AD = 19) ble ytterligere forbeholdt. De hvilende øynene lukkede MEG-opptakene ble utført i en sittende stilling som benyttet følgende protokoll: samplingshastighet 2000 Hz, tom romopptak = 2 minutter, hvilestatus meg = 15 minutter. EEG -data ble anskaffet samtidig for å sikre at deltakerne var våken og avslappet under innspillingen. Elektrokardiogram (EKG), elektromyografi (EMG) og elektrookulogram (EOG) ble anskaffet for å fjerne henholdsvis hjerte-, muskel- og okulære gjenstander. Kvalitetskontroll (QC) av MEG-dataene ble gjort ved bruk av MaxFilterTM (Ver 2.2), en innebygd programvare for Elekta/Neuromag-systemet. Undertrykkelse av interferens på grunn av miljømessige og periodiske artefakter ble utført ved bruk av Spatiotemporal Signal Space Separation (TSSS) -metoden. Ved bruk av Welch-metoden ble en kraftspekteranalyse utført på 5 minutters artefaktfri MEG-innspilling. Ekstrahert kraftspektrum tetthet (PSD) verdier for nevrale svingninger dekket kanoniske frekvensbånd [delta (2-4 Hz), theta (4-8 Hz), alfa (8-12 Hz), beta (13-30 Hz), Gamma (30-60 Hz) og Gamma2 (60-90 Hz). En sammenkoblet t-test ble utført mellom pre- og post-TDCS-verdiene for normalisert PSD, og ​​korrigerte for flere [permutasjonstesting (1000 randomiseringer), Monte Carlo-metode] sammenligninger (FDR-korrigert), som kontrollerte for tid og frekvens.

Avhengigheten mellom fasen av lavfrekvente svingninger (FP) og amplituden av høyfrekvente rytmer (FA) ble kvantifisert ved bruk av faseamplitude-kobling (PAC). Koblingsstyrken for hver deltaker ble estimert ved bruk av tidsoppløselig PAC (TPAC), som viser den minst relative feilen. TPAC ble estimert ved å søke etter FP -svingningen med den sterkeste PAC til FA -utbrudd, over et tidsvindu, som glir på inngangsmeg -dataene. En 10-sekunders epoklengde ble brukt til analyse, og siden FP-båndet av interesse var mellom 4-8 Hz, ble tre fulle sykluser av FP-båndet valgt for å produsere en glidende vinduslengde på 0,75 sekunder. De gjennomsnittlige komodulogrammer ble trukket ut ved bruk av TPAC -kart over alle pasientene med MCI (n = 15) og mild AD (n = 19) i venstre entorhinal cortex som spiller en kritisk rolle i episodisk minne og er sårbar for tidlig patofysiologi i AD. En sammenkoblet t-test ble utført utenfor denne programvaren ved bruk av MATLAB® (https://www.mathworks.com) for å finne ut den betydningsfulle (FDR-korrigerte p <0,05) forskjellen i koblingsstyrke mellom fase av lave frekvenser (4-8 Hz) og amplitude av høy frekvens (30-90 HZ) for flere Hz) på tvers av høye frekvenser.