Wpływ fotobiomodulacji na łączność mózgową i funkcje poznawcze w zaburzeniach poznawczych (PBM-CogConnect)

Amnestyczne łagodne zaburzenia poznawcze (aMCI) są związane z wczesnymi zaburzeniami w dużych sieciach mózgowych, w tym w sieci trybu domyślnego (DMN), która często wykazuje nieefektywną lub nieprawidłowo wysoką łączność u osób z podwyższonym ryzykiem choroby Alzheimera. Badania na ludziach oceniające wpływ przezczaszkowej fotobiomodulacji (t-PBM) na łączność DMN i funkcje poznawcze w aMCI są nadal ograniczone, a nieliczne kontrolowane badania oceniły efekty interakcji Grupa × Czas. Niniejsze badanie zostało zaprojektowane, aby wypełnić tę lukę, oceniając, czy t-PBM powoduje mierzalne zmiany w spoczynkowej łączności funkcjonalnej i wynikach poznawczych w połączeniu z rehabilitacją poznawczą.

Badanie wykorzystuje randomizowany, kontrolowany placebo, projekt z pomiarem przed i po interwencji. Uczestnicy z aMCI zostali losowo przydzieleni do otrzymania aktywnej t-PBM w połączeniu z programem rehabilitacji poznawczej lub placebo t-PBM z tą samą rehabilitacją poznawczą. Interwencja była prowadzona przez osiem sesji. Oceny poznawcze i skany spoczynkowego fMRI przeprowadzono przed pierwszą sesją i po ostatniej sesji, aby ocenić zmiany w funkcjonowaniu poznawczym i łączności DMN. Model eksperymentalny umożliwia bezpośrednią ocenę zmian neuronalnych związanych z leczeniem, uwzględniając jednocześnie naturalną zmienność i efekty wprawy.

Aby zminimalizować czynniki zakłócające, monitorowano stabilność diety. Wszyscy uczestnicy odbyli wizytę u dietetyka na początku i po zakończeniu badania, aby udokumentować nawyki żywieniowe i zmniejszyć wpływ zmian związanych z dietą na wyniki poznawcze lub obrazowe. Dodatkowo, na początku pobrano próbki krwi żylnej obwodowej do analizy genetycznej. Genotypowanie dotyczyło alleli APOE (rs429358, rs7412) i polimorfizmu COMT Val158Met (rs4680). Ekstrakcję DNA przeprowadzono zgodnie z protokołami opartymi na membranach krzemionkowych, a dyskryminację alleliczną wykonano przy użyciu PCR w czasie rzeczywistym opartego na metodzie TaqMan. Zapewnienie jakości obejmowało ślepe przetwarzanie laboratoryjne, losowe duplikaty, progi wskaźnika wywołania (>95%) oraz kryteria równowagi Hardy'ego-Weinberga. Dane genetyczne włączono do modeli eksploracyjnych, aby zbadać, czy genotyp modyfikował wyjściową łączność mózgu lub odpowiedź na interwencję.

Neuroobrazowanie przeprowadzono przy użyciu systemu MRI GE SIGNA Hero 3,0 Tesli. Wysokorozdzielcze strukturalne obrazy T1-zależne uzyskano przy użyciu osiowej sekwencji MPRAGE (TR = 2745 ms, TE = 3,01 ms, TI = 1020 ms, kąt odchylenia = 8°, grubość skanu 1 mm, rozmiar woksela 0,44 × 0,44 × 1 mm, 225 skanów). Dane spoczynkowego funkcjonalnego MRI zebrano przy użyciu osiowej wielopasmowej sekwencji obrazowania echa planarnego (TR = 2000 ms, TE = 22 ms, kąt odchylenia = 20°, rozmiar woksela 3,125 × 3,125 × 3 mm, 45 skanów, matryca 64 × 64, 200 objętości; około 6 minut 40 sekund). Uczestników poinstruowano, aby pozostali nieruchomo, mieli zamknięte oczy i unikali skupionej aktywności umysłowej podczas skanowania. Dane te umożliwiają wiarygodną ocenę funkcjonalnej łączności DMN przed i po interwencji.

Badanie integruje wyniki rehabilitacji poznawczej, funkcjonalne neuroobrazowanie, monitorowanie diety i profilowanie genetyczne, aby zbadać neurobiologiczne i behawioralne efekty t-PBM w aMCI. Oceniając zmiany na poziomie sieci oraz potencjalne indywidualne różnice w odpowiedzi na leczenie, badanie ma na celu poprawę zrozumienia, czy t-PBM może służyć jako ukierunkowana na sieci interwencja wspomagająca dla osób z wczesnymi zaburzeniami poznawczymi.