Sterowany przez sieć TMS we wczesnej chorobie Alzheimera (NetTMS)

Demencja spowodowana chorobą Alzheimera (AD) jest wiodącym problemem zdrowia publicznego w Stanach Zjednoczonych z ogromnymi kosztami opieki i brakiem skutecznej farmakoterapii pomimo wielu badań klinicznych. Liczne badania wykazały, że łagodne upośledzenie funkcji poznawczych (MCI) jest prekursorem AD i potencjalnie podlega interwencji niefarmakologicznej. Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) to obiecująca nieinwazyjna metoda terapeutyczna, która, jak wykazano, zwiększa plastyczność mózgu i poprawia funkcje poznawcze upośledzone w całym spektrum AD. Jednak chociaż TMS wykazał korzyści w populacjach normatywnych, nadal istnieje potrzeba wykazania skuteczności w populacjach związanych z AD.

Większość wcześniejszych badań nad neurostymulacją nad AD i MCI koncentrowała się na efektach stymulacji w jednym regionie mózgu, jednak procesy poznawcze leżące u podstaw pomyślnej pamięci są pośredniczone przez złożoną sieć całego mózgu. Neurostymulacja wpływa na wiele miejsc w sieci korowej, ale te bardziej globalne efekty nie zostały wykorzystane jako cele stymulacji z powodu ograniczonej wiedzy na temat wpływu pojedynczego miejsca na bardziej rozległe zmiany korowe. Nowością obecnej propozycji jest to, że badacze wykorzystują informacje o strukturze kontroli sieci dotkniętych obszarów mózgu, biorąc pod uwagę wpływ neuromodulacji na globalne zmiany stanu lub łączności mózgu oraz leżące u podstaw zmiany naczyniowe pośredniczące w długoterminowych konsekwencjach zachowania. Ten oparty na sieci TMS jest informowany przez łączność funkcjonalną i nerwowo-naczyniowe jako mediatory odpowiedzi behawioralnej jako środek do specyficznego dostosowania leczenia TMS do neuropatologii każdego pacjenta z MCI, indywidualizując w ten sposób leczenie w celu osiągnięcia lepszych efektów terapeutycznych.

Aby rozwiązać ten problem, badacze wykorzystają multimodalne neuroobrazowanie i modelowanie sieciowe podczas zadania pamięci epizodycznej, aby zademonstrować, w jaki sposób ogniskowa neurostymulacja wywołuje zmiany w funkcji i zachowaniu neuronów w MCI. Cele te zostaną uwzględnione w dwóch celach szczegółowych. Po pierwsze, badacze wykorzystają TMS oparty na sieci, aby zoptymalizować aktywację sieci sukcesu pamięci (MSN) w grupie pacjentów z MCI, celując w miejsce TMS, które koncentruje się na sterowalności miejsca stymulacji, aby zapewnić maksymalne korzyści dla wydajności pamięci . Po drugie, zespół badawczy oceni podłużne zmiany czynników strukturalnych i nerwowo-naczyniowych wpływające na skuteczność zindywidualizowanego TMS opartego na sieci podczas wielu równoczesnych sesji TMS-fMRI. Tworząc multimodalny model tych deficytów nerwowo-naczyniowych związanych z MCI, badacze będą systematycznie dostosowywać TMS oparty na sieci, aby zademonstrować, w jaki sposób mózg MCI może kompensować te deficyty neuronalne. Proponowana praca będzie pierwszą tego rodzaju, która oceni użyteczność sterowalności sieci jako celu TMS dla poprawy pamięci w zespołach związanych z AD i pierwszą, która oceni krótkoterminowe efekty neuroplastyczne neuromodulacji w tak bogatych szczegółach. Wiedza zdobyta w ramach tego projektu może zatem zaowocować nowatorskimi i innowacyjnymi metodami biometrycznymi służącymi do oceny odpowiedzi na leczenie farmakologiczne i niefarmakologiczne lub do ukierunkowanych i wzbogaconych badań klinicznych dotyczących choroby Alzheimera i zaburzeń pokrewnych.