Nova estimulação cerebral individualizada, abordagens baseadas em rede para melhorar a cognição (NiBS-iCog)

O comprometimento cognitivo leve (MCI) descreve um estágio intermediário do funcionamento cognitivo normal à demência e identifica um espectro de doenças que inclui comprometimento nos domínios cognitivos de memória e não-memória. Uma memória de trabalho deficiente (WM) desempenha um papel crucial no envelhecimento normal, MCI e declínio cognitivo associado à demência, como a doença de Alzheimer (AD). WM refere-se ao armazenamento temporário on-line e à manipulação de informações a serem empregadas no processamento contínuo e é fundamental para a execução de uma variedade de funções diárias. Supõe-se que a perda de eficiência da MO relacionada ao envelhecimento ou ao processo neurodegenerativo tenha várias raízes neurobiológicas, entre as quais o funcionamento alterado das redes fronto-parietais desempenha um papel importante. O processamento, a troca e o armazenamento de informações dependem da conectividade intra e inter-regional que permite que as populações neuronais sincronizem seus disparos. Com base nisso, interações oscilatórias de frequência cruzada e intra foram demonstradas como base central para processos de memória de trabalho, além de outras funções cognitivas. Qualquer deficiência que impeça a adaptação e sincronização das atividades oscilatórias dentro desta rede levará inevitavelmente à perda temporária ou permanente da função.

Neste projeto, com base nos conceitos fisiopatológicos mencionados, os investigadores desenvolverão e testarão novas abordagens de estimulação cerebral não invasiva (NIBS), individualizadas, multifocais e inspiradas na fisiologia, destinadas a melhorar o processamento inter-regional em redes fronto-parieto-cerebelo relacionadas à memória com modulação comportamental consecutiva de processos de MO com impacto nas atividades de vida diária em voluntários idosos saudáveis ​​(VH) e pacientes com CCL.

Os investigadores abordam esses objetivos de maneira gradual: (1) Os investigadores explorarão o arrastamento da atividade oscilatória na rede fronto-parietal com estimulação transcraniana de corrente alternativa (tACS) em frequências relevantes para a codificação da memória (theta) para aumentar a WM em idosos saudáveis. (2) Em seguida, os pesquisadores explorarão o arrastamento de frequência cruzada de interações oscilatórias inter-regionais na rede de alvos frontal e parietal com tACS bifocal para aumentar a WM em idosos saudáveis. (3) Com base no conhecimento atual sobre o amplo envolvimento do cerebelo nos processos cognitivos por seus efeitos modulatórios nas redes frontoparietais cruciais para a cognição, os investigadores aproveitarão nossa experiência na modulação não invasiva das saídas cerebelares por meio de estimulação magnética transcraniana repetitiva (rTMS). rTMS sobre o cerebelo será aplicado imediatamente antes do arrastamento cortical para aumentar ainda mais seus efeitos fisiológicos e comportamentais. (4) Finalmente, os investigadores selecionarão a abordagem mais eficaz dos pacotes de trabalho anteriores a serem aplicados em pacientes MCI e quantificarão os benefícios comportamentais. Além dos efeitos comportamentais, os pesquisadores aplicarão abordagens de neurociência de sistemas multimodais por meio de métodos de neuroimagem (ressonância magnética estrutural e funcional; s/fMRI) e métodos eletrofisiológicos (eletroencefalografia - EEG, estimulação magnética transcraniana - TMS) para determinar os mecanismos de rede subjacentes e padrões de mudanças de conectividade intrínseca. Como há heterogeneidade espacial significativa no pico de atividade frontoparietal em idosos e pacientes saudáveis, os alvos de estimulação serão definidos individualmente com base na fMRI. Aproveitando os aspectos mecanísticos derivados da estimulação multifocal individualizada, os pesquisadores esperam entender melhor os mecanismos pelos quais as técnicas NIBS atuam no cérebro e melhoram as funções cognitivas. Os investigadores também testarão e quantificarão em uma tarefa de realidade virtual (VR) o quão bem a melhoria cognitiva orientada pela intervenção se traduz na vida diária.