Modulação da memória episódica usando a estimulação Theta Burst (TBS)

Objetivos e Hipóteses O objetivo do estudo é avaliar o efeito da estimulação theta burst (TBS), que é um paradigma relativamente novo da estimulação magnética transcraniana (TMS) na memória episódica (EM) em idosos saudáveis ​​(hOA).

Objetivo1: Avaliar o efeito da estimulação theta burst (TBS) na memória episódica (EM) em idosos saudáveis. Hipótese 1 - Haverá melhora significativa no EM em comparação com a linha de base com uma sessão de TBS.

Objetivo 2: Correlacionar a integridade da substância branca com a melhoria na recuperação de tarefas com TBS. Hipótese 2- Conexões mais fortes do trato da substância branca (WM) correlacionam-se com maior melhoria no desempenho de recuperação.

ANTECEDENTES A doença de Alzheimer (AD) afeta 5 milhões de americanos, com um custo de mais de 200 bilhões de dólares. O primeiro e mais debilitante sintoma da DA é um grave déficit na capacidade de lembrar eventos pessoais do passado, ou memória episódica (EM), que eventualmente torna os pacientes isolados da família e dos amigos e incapazes de viver de forma independente. Esse déficit de EM reflete principalmente a deterioração das regiões do lobo temporal medial, particularmente o hipocampo (HC). Os tratamentos da DA devem começar muito cedo na progressão da doença, quando o dano cerebral ainda é pequeno, e o estágio inicial em que a DA pode ser diagnosticada é conhecido como comprometimento cognitivo leve devido à DA (MCI-AD).

Recentemente, diferentes formas de técnicas de estimulação cerebral não invasiva foram aplicadas a idosos saudáveis, DA e MCI-AD para melhorar o comprometimento da memória. A maioria desses estudos usou estimulação magnética transcraniana repetitiva de alta frequência (rTMS) aplicada ao córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo (DLPFC). Embora um pequeno número desses estudos tenha mostrado efeitos benéficos, questões consideráveis ​​permanecem sobre se a EMT tem efeitos clinicamente relevantes em populações idosas, bem como quais mecanismos baseados na neurociência explicam esses efeitos. Um obstáculo para usar o TMS para melhorar o EM é que a região do cérebro mais crítica para o EM e mais afetada pela DA precoce, o hipocampo (HC), está situada profundamente dentro do cérebro, além dos efeitos diretos do TMS (~ 1" abaixo do crânio). Um estudo tentou direcionar o hipocampo e as regiões peri-hipocampais para estimulação via TMS. Eles estimularam o córtex parietal lateral e utilizaram a conectividade funcional entre esta região e as regiões do hipocampo/peri-hipocampo (principalmente córtex entorrinal) para melhorar o desempenho em uma tarefa de memória associativa. O fascículo longitudinal inferior conecta o giro angular ao hipocampo e às regiões para-hipocampais e pode propagar os efeitos da estimulação das estruturas corticais para as subcorticais, embora os estudos sobre o efeito do TMS nas populações neuronais da substância branca sejam limitados, conforme detalhado abaixo. O efeito do TMS nas populações neuronais nos tratos da substância branca foi recentemente modelado usando tratografia e cálculos de campo eletrônico e, cada vez mais, essas abordagens precisam levar em consideração qual porcentagem de variação no limiar motor (MT) seria contabilizada pelos tratos da substância branca .

O TBS é um paradigma potente do TMS. Conforme detalhado em um artigo seminal de Huang et al, existem 2 padrões para o paradigma: - estimulação theta burst contínua (cTBS) e estimulação theta burst intermitente (iTBS). O primeiro produz supressão de MEP e o último produz aumento de MEP. O iTBS oferece estímulos de 50 Hz em pacotes de 10 com duração de 2 segundos. Cada rajada de estímulo entregue a 50 Hz é dada a cada 200 milissegundos, tornando a frequência geral de entrega de estímulo de 5 Hz. Portanto, a estimulação abrange rajadas aninhadas de 50 Hz (frequência gama) dadas a 5 Hz (frequência teta). A maioria dos estudos investigativos que não tiveram medidas de resultados de tratamento usaram 40 segundos de cTBS ou 190 segundos de iTBS. Ambos os paradigmas mostraram causar mudanças no MEP por 60 minutos. Variações no padrão de estimulação também têm sido eficazes, embora haja estudos limitados para justificar seu uso. Os pesquisadores, portanto, propõem estimular a função da formação do hipocampo em idosos saudáveis ​​(hOA), visando uma região cortical diretamente conectada à formação do hipocampo: o giro angular. Para aumentar os efeitos indiretos na formação do hipocampo, os investigadores usarão a mais poderosa técnica de TMS disponível, a estimulação Theta Burst intermitente (iTBS).

METODOLOGIA O estudo foi desenhado para ser um piloto avaliando o efeito do TBS no EM em idosos saudáveis ​​(hOA). Os investigadores planejam selecionar 30 participantes para selecionar 20 sujeitos.

Triagem Os participantes em potencial estarão na faixa etária de 60 a 80 anos e abrangem indivíduos que foram recrutados para estudos anteriores no Cabeza Lab (Pro00005021), portanto, com dados de imagens cerebrais já coletados.

Procedimento do estudo No dia 1 do estudo, os indivíduos terão a caixa de ferramentas do National Institute of Health (NIH) administrada a eles. A caixa de ferramentas do NIH é um conjunto abrangente de medições neurocomportamentais que avaliam rapidamente as funções cognitivas a partir da conveniência de um iPad. O tempo total alocado para a administração da caixa de ferramentas do NIH é de 45 minutos. Em seguida, os indivíduos terão potencial evocado motor (MEP) realizado, após o qual serão administrados estímulos intermitentes de explosão theta (iTBS) no córtex motor. Isso será seguido pela medição do potencial evocado motor (MEP) novamente. Os indivíduos que não apresentarem um aumento de 10% no potencial evocado motor (MEP) com iTBS serão excluídos de outras partes do estudo.

Nosso estudo usa um tipo específico de TMS, conhecido como estimulação intermitente theta burst (iTBS). No dia 1 do estudo, os indivíduos receberão iTBS do lado esquerdo no córtex motor. O sujeito ficará sentado em uma cadeira. Eletrodos de eletromiograma (EMG) serão aplicados à mão direita para registro do potencial evocado motor (MEP). Para iTBS, o limiar do motor ativo seria de 80%, conforme usado na maioria dos estudos de explosão teta detalhados nesta revisão. Os indivíduos receberiam iTBS compreendendo rajadas de 50 Hz dadas de 3 a 5 Hz por cerca de 3 minutos, o que compreende 19 trens e 600 pulsos. O sujeito será monitorado até que os MEPs retornem à linha de base. Uma lista de verificação de efeitos colaterais será concluída no início e no final da sessão experimental. Todas as sessões serão realizadas por um dos investigadores do protocolo ou por um assistente de pesquisa treinado e credenciado, supervisionado pelos investigadores do protocolo.

Se um aumento de 10% for observado no MEP, os indivíduos receberão uma segunda sessão de iTBS ou estimulação simulada no giro angular esquerdo uma hora após a sessão de triagem. Se eles receberem iTBS, isso incluirá 6 minutos de estimulação equivalente a 1200 pulsos e 38 trens do estímulo. O sujeito será monitorado até que os MEPs retornem à linha de base. Uma lista de verificação de efeitos colaterais será concluída no início e no final da sessão experimental. A estimulação falsa usará eletrodos superficiais para imitar a experiência de receber estimulação real. Todas as sessões serão realizadas por um dos investigadores do protocolo ou por um assistente de pesquisa treinado e credenciado, supervisionado pelos investigadores do protocolo. Os sujeitos realizarão testes de codificação da tarefa de memória episódica com estimulação e parte da recuperação da tarefa após a estimulação.