Spersonalizowana Poprawa Pamięci w Procesie Starzenia z Zamkniętym Obiegiem tACS

Pogorszenie funkcji poznawczych, szczególnie w zakresie pamięci i kontroli wykonawczej, stanowi rosnące wyzwanie dla zdrowia publicznego w miarę starzenia się populacji, przyczyniając się do utraty niezależności, obniżenia jakości życia i zwiększenia kosztów opieki zdrowotnej związanych z chorobą Alzheimera i pokrewnymi demencjami (ADRD). Pomimo dziesięcioleci badań istnieje niewiele skutecznych, niefarmakologicznych interwencji zdolnych spowolnić lub odwrócić te straty poznawcze. Przezczaszkowa stymulacja prądem przemiennym (tACS) niedawno wyłoniła się jako obiecująca, bezpieczna i nieinwazyjna technika modulowania rytmów neuronalnych wspierających pamięć. Jednak istniejące podejścia pozostają ograniczone przez uniwersalne harmonogramy stymulacji, które nie uwzględniają indywidualnych wzorców łączności mózgu ani dynamicznych wahań stanu poznawczego.

Projekt ten ma na celu rozwój precyzyjnej neuromodulacji dla starzenia się poznawczego poprzez optymalizację i personalizację protokołów wysokorozdzielczej tACS w celu poprawy pamięci u osób starszych. Opierając się na solidnych danych pilotażowych wykazujących wykonalność personalizowanej i adaptacyjnej stymulacji, wykorzystamy obrazowanie multimodalne (EEG i fMRI) do śledzenia zmian w synchronizacji czołowo-skroniowej, szczególnie sprzężenia fazowo-amplitudowego theta-gamma i synchronizacji fazy theta, o których wiadomo, że wspierają tworzenie i przywoływanie pamięci.

Cel 1 ustali, jak wzór stymulacji (wzorzyste vs. ciągłe przebiegi) i harmonogram (jeden, trzy lub pięć kolejnych dni) kształtują trwałość poprawy pamięci. Porównując sześć systematycznie zróżnicowanych protokołów dawkowania, określimy optymalny wzór i harmonogram powtórzeń, które maksymalizują i utrzymują poprawę pojemności pamięci roboczej, kontroli interferencji i rozpoznawania pamięci długotrwałej przez miesiąc.

Cel 2 opracuje i przetestuje system tACS w pętli zamkniętej sterowany łącznością, który stale monitoruje synchronizację neuronalną w sieci czołowo-skroniowej i dostosowuje parametry stymulacji w czasie rzeczywistym. Ta adaptacyjna struktura ma na celu dostosowanie stymulacji do ewoluującego stanu mózgu każdego uczestnika, umożliwiając bardziej efektywne i zindywidualizowane wzmocnienie poznawcze niż podejścia statyczne.

Integrując pomiary behawioralne, elektrofizjologiczne i neuroobrazowe z algorytmami sterowania adaptacyjnego, to badanie zidentyfikuje wiarygodne biomarkery odpowiedzi, wyjaśni mechanizmy przyczynowe łączące synchronię neuronalną z pamięcią i przyniesie nową klasę spersonalizowanych, sterowanych łącznością interwencji na pogorszenie funkcji poznawczych. Wyniki stworzą podstawę dla skalowalnych, nieinwazyjnych i opartych na mechanizmach metod leczenia ADRD i związanej z wiekiem utraty pamięci, wspierając szerszą misję NIH promowania zdrowego starzenia się poznawczego.