Ocena neurokomputerowych mechanizmów podejmowania decyzji o eksploracji i wykorzystaniu u osób starszych

Uczestnicy wezmą udział w pięciu sesjach eksperymentalnych. Obejmą one testy neuropsychologiczne, baterię decyzyjną, funkcjonalny i strukturalny rezonans magnetyczny oraz dwie sesje przezczaszkowej stymulacji magnetycznej zastosowanej do obszaru docelowego lub kontrolnego. Komponent badania klinicznego dotyczy tylko dwóch ostatnich sesji, podczas których badani zostaną losowo przydzieleni do różnych grup, aby otrzymać różne interwencje TMS. Dla kompletności wszystkie sesje opisano poniżej:

240 uczestników (110 młodszych, 130 starszych, 50% kobiet) zostanie zrekrutowanych spośród lokalnej populacji Tucson. Testy neuropsychologiczne w pierwszej sesji zostaną wykorzystane do wykluczenia uczestników, którzy wykazują objawy łagodnych zaburzeń poznawczych lub wczesnego stadium choroby Alzheimera.

Bateria podejmowania decyzji: Wszyscy uczestnicy wykonają zadanie Horizon (Wilson i in. 2014) w celu zmierzenia zachowania związanego z eksploracją-eksploatacją, oprócz baterii podejmowania decyzji w celu zmierzenia podejmowania ryzyka, postawy niejednoznaczności, dyskontowania czasowego i zmienności behawioralnej.

Neuroobrazowanie: 92 młodszych i 92 starszych dorosłych ponownie weźmie udział w eksperymencie MRI. Wszyscy uczestnicy zostaną poddani badaniu przesiewowemu podczas rozmowy telefonicznej i sesji behawioralnej w celu wykluczenia przeciwwskazań do MRI i TMS oraz ponownie przebadani na początku sesji MRI. Eksperymenty MRI odbędą się w skanerze 3T Skyra w zakładzie neuroobrazowania w Banner University Medical Center. Wszystkie eksperymenty neuroobrazowania będą przeprowadzane zgodnie ze standardowymi wytycznymi dotyczącymi bezpieczeństwa (Rossi i in. 2009), a uczestnicy zostaną poddani badaniu przesiewowemu i wyrażą świadomą zgodę przed rozpoczęciem procedury.

Każda sesja skanowania będzie trwała około 90 minut i będzie obejmować krótki skan lokalizatora (około 1 minuty), skan strukturalny T1-zależny (6 minut), obrazowanie tensora dyfuzji w celu oceny połączeń strukturalnych (DTI, 10 minut), FLAIR w celu ilościowego określenia bieli hiperintensywności materii (2 minuty), mapa pola do korygowania niejednorodności pola magnetycznego, zwłaszcza na biegunie czołowym (2 minuty), fMRI w stanie spoczynku do pomiaru łączności funkcjonalnej (8 minut) oraz oparty na zdarzeniach fMRI przy użyciu zadania opisanego poniżej ( 50-60 minut). Wszystkie skany czynnościowe zostaną pozyskane z parametrami, które są zoptymalizowane, aby zapobiec zanikom sygnału na biegunie czołowym i innych obszarach czołowych (Deichmann i in. 2003).

Sesje 4 i 5 (TMS): Sesje TMS pasują do definicji badania klinicznego, ponieważ uczestnicy zostaną prospektywnie przydzieleni do różnych grup, które otrzymają różne interwencje w różnej kolejności. Uczestnicy w każdej grupie wiekowej zostaną pseudolosowo przydzieleni do grup w zależności od tego, czy regionem docelowym dla TMS jest przedni biegun IFG. Tak więc będą cztery odrębne grupy badanych: starszy biegun czołowy, młodszy biegun czołowy, starszy IFG, młodszy IFG, z 42 uczestnikami (21 mężczyzn, 21 kobiet) w każdej grupie. Każdy uczestnik weźmie udział w dwóch sesjach TMS, jednej sesji docelowej i jednej kontrolnej. Kolejność sesji będzie zrównoważona między przedmiotami.

Sesje TMS będą odbywać się w nowej placówce TMS w Banner University Medical Center. Wszystkie TMS będą dostarczane zgodnie z ustalonymi wytycznymi bezpieczeństwa (Rossi i in., 2009) pod nadzorem współ-I Chou, który jest dyrektorem placówki TMS i ma duże doświadczenie z TMS u osób młodych, starszych i z zaburzeniami poznawczymi. Przy prawidłowym przestrzeganiu tych wytycznych zapewnia się, że TMS jest bardzo bezpieczną procedurą, w której w ciągu około 20 lat badań wystąpiło tylko kilka zdarzeń niepożądanych.

Po uzyskaniu zgody i procedur przesiewowych każda sesja TMS rozpocznie się od pomiaru progu czynności motorycznych (AMT). AMT definiuje się jako minimalną intensywność bodźca, która wytwarza graniczny ruchowy potencjał wywołany (około 200 μV w 50% z 10 prób) podczas skurczu izometrycznego badanego mięśnia. Po zmierzeniu AMT uczestnicy otrzymają cTBS (stymulację 50 Hz przy 80% AMT przez 40 sekund; Huang i in. 2005). Stymulacja zostanie zastosowana do obszaru docelowego (biegun czołowy lub IFG) lub obszaru kontrolnego (wierzchołek) z kolejnością sesji zrównoważoną dla wszystkich uczestników. Właściwe nakierowanie na każdy region zostanie osiągnięte przy użyciu bezramkowego systemu neuronawigacji (Localite TMS Navigator) z kamerą termowizyjną Polaris Spectra (Northern Digital, Waterloo, Ontario, Kanada). System ten umożliwia skoncentrowanie stymulacji na określonych współrzędnych w przestrzeni Montreal Neurological Institute (MNI). Współrzędne [x,y,z] = [35,50,15] zostaną użyte dla bieguna czołowego (na podstawie wcześniejszych prac fMRI i naszego oryginalnego badania TMS, Daw et al., 2006; Zajkowski et al. 2017) oraz [x, y, z] = [56,16,22] dla prawego IFG na podstawie lokalizacji naszych aktywacji w grupie młodych pilotów. Miejsce kontrolne wierzchołka definiuje się jako pozycję Cz systemu 10-20 EEG. Po otrzymaniu TMS uczestnicy będą wpatrywać się w białą ścianę przez 1 minutę przed wykonaniem zadania Horizon przez 45 minut.