Personlig minneforbedring ved aldring med lukket sløyfe tACS

Kognitiv nedgang, spesielt i hukommelse og eksekutiv kontroll, utgjør en økende folkehelseutfordring ettersom befolkningen eldes, noe som bidrar til tap av uavhengighet, redusert livskvalitet og økte helsekostnader knyttet til Alzheimers sykdom og relaterte demenstilstander (ADRD). Til tross for tiår med forskning finnes det få effektive, ikke-farmakologiske intervensjoner som kan bremse eller reversere disse kognitive tapene. Transkraniell vekselstrømsstimulering (tACS) har nylig dukket opp som en lovende, sikker og ikke-invasiv teknikk for å modulere nevrale rytmer som støtter hukommelse. Eksisterende tilnærminger forblir imidlertid begrenset av én-størrelse-passer-alle-stimuleringsplaner som ikke tar hensyn til individuelle hjernens koblingsmønstre eller dynamiske svingninger i kognitiv tilstand.

Dette prosjektet tar sikte på å fremme presisjons nevromodulasjon for kognitiv aldring ved å optimalisere og tilpasse høyoppløselige tACS-protokoller for å forbedre hukommelse hos eldre voksne. Basert på sterke pilotdata som demonstrerer gjennomførbarheten av personlig tilpasset og adaptiv stimulering, vil vi bruke multimodal bildebehandling (EEG og fMRI) for å spore endringer i frontotemporal synkronisering, spesielt theta-gamma fase-amplitudekobling og theta-fasesynkronisering, som er kjent for å støtte hukommelsesdannelse og -gjenfinning.

Mål 1 vil fastslå hvordan stimuleringsmønster (mønstret vs. kontinuerlige bølgeformer) og tidsplan (en, tre eller fem påfølgende dager) former holdbarheten av hukommelsesforbedring. Ved å sammenligne seks systematisk varierte doseringsprotokoller, vil vi bestemme det optimale mønsteret og repetisjonsplanen som maksimerer og opprettholder forbedringer i arbeidshukommelseskapasitet, interferanskontroll og langsiktig hukommelsesgjenkjenning over en måned.

Mål 2 vil utvikle og teste et koblingsveiledet lukket sløyfe tACS-system som kontinuerlig overvåker nevral synkronisering i frontotemporal nettverk og justerer stimuleringsparametere i sanntid. Denne adaptive rammeverket er designet for å skreddersy stimulering til hver deltakers utviklende hjernetilstand, noe som muliggjør mer effektiv og individualisert kognitiv forbedring enn statiske tilnærminger.

Ved å integrere atferdsmessige, elektrofysiologiske og nevrobildebehandlingsmålinger med adaptive kontrollalgoritmer, vil denne forskningen identifisere pålitelige biomarkører for responsivitet, belyse årsakssammenhenger som knytter nevral synkronisering til hukommelse, og gi en ny klasse av personlig tilpassede, koblingsveiledede intervensjoner for kognitiv nedgang. Funnene vil legge et grunnlag for skalerbare, ikke-invassive og mekanismedrevne behandlinger for ADRD og aldersrelatert hukommelsestap, og fremme NIHs bredere oppdrag om å fremme sunn kognitiv aldring.