Badania mózgu oceniające wpływ treningu szybkości przetwarzania neurofizjologicznego u weteranów (BRAIN-SPEED)

Weterani w wieku 50 lat i starsi, którzy doznali łagodnego urazowego uszkodzenia mózgu (mTBI), są dwukrotnie bardziej podatni na rozwój demencji3,22. Od 2001 r. podczas kampanii Operacja Enduring Freedom (OEF) i Operacja Iraqi Freedom (OIF) u ponad 470 000 weteranów zdiagnozowano TBI22. Poza częstością występowania charakterystycznej rany kampanii OEF i OIF uważa się, że liczba przypadków mTBI w systemie VA jest znacznie wyższa 22,23. Niepokojące jest to, że u coraz większej liczby weteranów, zwłaszcza tych z TBI, w wieku od 50 do 60 lat diagnozuje się łagodne zaburzenia poznawcze i jawną demencję. Ponieważ 72% weteranów (13,2 miliona, liczba ta rośnie z roku na rok) ma ponad 50 lat (Vetpop, 2020), VA musi wdrożyć interwencje zapobiegawcze i rehabilitacyjne, aby ograniczyć rosnący wpływ pogorszenia funkcji poznawczych w populacji weteranów.

Paradygmaty treningu poznawczego były opracowywane i testowane w ciągu ostatnich dziesięcioleci, a ich ogólny efekt wywołał pewne kontrowersje10. Programy takie jak ćwiczenia polegające na powtarzaniu zadań (np. zapamiętywanie list i mnemoniki) dały łącznie mieszane wyniki, głównie z powodu braku transferu szkoleń między dziedzinami25. Natomiast trening poznawczy oparty na procesach konsekwentnie poprawiał ogólne zdolności poznawcze za pomocą jednego programu, treningu uwagi wzrokowej, wykazując znaczne efekty transferu11. Znany również jako trening szybkości przetwarzania (por. - użyteczne pole widzenia [UFOV]), trening uwagi wzrokowej odbywa się na komputerze i jest ukierunkowany na deficyty percepcji związane ze starzeniem się i TBI26,27.

Zmiany w funkcjonowaniu mózgu, które zmniejszają zdolność przetwarzania informacji percepcyjnych, są prawdopodobnym mechanizmem upośledzenia funkcji poznawczych28. Trening uwagi wzrokowej został opracowany w celu stopniowego zwiększania percepcji wzrokowej i bezpośredniego przeciwdziałania osłabieniu pola widzenia11. Poprzednie badania wykazały, że trening uwagi wzrokowej zwiększa codzienne czynności instrumentalne związane z wydajnością prowadzenia pojazdu, co skutkuje wydłużeniem mobilności podczas prowadzenia pojazdu11,26,29. Niestety, modele treningu uwagi wzrokowej wymagały dłuższego czasu trwania szkolenia (w miesiącach) i zwykle dawały zróżnicowane wyniki30. Zidentyfikowany mechanizm poznawczy zwiększonego przetwarzania szczegółów percepcyjnych jest dość potężny, ale indywidualna reakcja na trening może zależeć od zdolności danej osoby do zastosowania selektywnego hamowania korowego7. Uważa się, że oscylacje kory mózgowej mierzone za pomocą elektroencefalografii (EEG) odzwierciedlają takie hamowanie. Niedawne prace EEG podczas treningu uwagi wzrokowej wykazały, że osoby wykazujące selektywne zaangażowanie wzorców alfa mają większą szybkość przetwarzania i lepszą zdolność rozróżniania percepcyjnego9,18,31.

Nasze ostatnie projekty finansowane przez VA dotyczące starzenia wykazały, że wydajność proceduralnego uczenia się motorycznego jest powiązana z indywidualnymi różnicami w pobudzeniu/hamowaniu (równowaga E/I) ocenianymi za pomocą przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS)4,32 (Novak i wsp., w trakcie przeglądu). . Co więcej, praca w gabinecie doktora Visschera (Co-I) również wykazała, że ​​zmiany neurologiczne w aktywności korowej są widoczne już po 10 godzinach treningu uwagi wzrokowej33. W ramach bieżącego projektu dokonana zostanie ocena zmian w miarach hamowania korowego EEG u starszych weteranów w celu poprawy przetwarzania percepcyjnego przy użyciu dostosowanego programu szkoleniowego w zakresie uwagi wzrokowej. Mamy także wyjątkową okazję do oceny, czy miary hamowania korowego TMS, które można szybko i niezawodnie uzyskać poprzez stymulację kory ruchowej, mają, jak podejrzewamy, bezpośredni związek z równowagą E/I w uwadze wzrokowej EEG. Niniejsza praca poszerza wcześniejsze prace zespołu dotyczące neuromodulacji z wykorzystaniem tanich, niefarmakologicznych technik rehabilitacyjnych.