Персонализированное улучшение памяти при старении с помощью замкнутого контура tACS

Когнитивное снижение, особенно в памяти и исполнительном контроле, представляет собой растущую проблему общественного здравоохранения по мере старения населения, способствуя потере независимости, снижению качества жизни и увеличению затрат на здравоохранение, связанных с болезнью Альцгеймера и родственными деменциями (БАРД). Несмотря на десятилетия исследований, существует мало эффективных нефармакологических вмешательств, способных замедлить или обратить вспять эти когнитивные потери. Транскраниальная стимуляция переменным током (tACS) недавно появилась как перспективная, безопасная и неинвазивная техника модуляции нейронных ритмов, поддерживающих память. Однако существующие подходы остаются ограниченными универсальными графиками стимуляции, которые не учитывают индивидуальные паттерны мозговой связности или динамические колебания когнитивного состояния.

Этот проект направлен на развитие прецизионной нейромодуляции для когнитивного старения путем оптимизации и персонализации протоколов высокоразрешающей tACS для улучшения памяти у пожилых людей. Опираясь на убедительные пилотные данные, демонстрирующие осуществимость персонализированной и адаптивной стимуляции, мы будем использовать мультимодальную визуализацию (ЭЭГ и фМРТ) для отслеживания изменений в синхронности фронтотемпоральных областей, в частности тета-гамма фазово-амплитудной связи и тета фазовой синхронизации, которые, как известно, поддерживают формирование и извлечение памяти.

Цель 1 установит, как паттерн стимуляции (структурированные vs. непрерывные волны) и график (один, три или пять последовательных дней) влияют на устойчивость улучшения памяти. Сравнивая шесть систематически варьируемых протоколов дозирования, мы определим оптимальный паттерн и график повторения, которые максимизируют и поддерживают улучшения в рабочей памяти, контроле интерференции и распознавании долговременной памяти в течение одного месяца.

Цель 2 разработает и протестирует систему tACS с обратной связью, управляемую связностью, которая непрерывно отслеживает нейронную синхронизацию в фронтотемпоральной сети и корректирует параметры стимуляции в реальном времени. Эта адаптивная структура предназначена для настройки стимуляции под меняющееся состояние мозга каждого участника, обеспечивая более эффективное и индивидуализированное когнитивное улучшение, чем статические подходы.

Интегрируя поведенческие, электрофизиологические и нейровизуализационные измерения с адаптивными алгоритмами управления, это исследование выявит надежные биомаркеры восприимчивости, прояснит причинные механизмы, связывающие нейронную синхронность с памятью, и создаст новый класс персонализированных, управляемых связностью вмешательств при когнитивном снижении. Результаты заложат основу для масштабируемых, неинвазивных и механистически обоснованных методов лечения БАРД и возрастной потери памяти, продвигая более широкую миссию NIH по содействию здоровому когнитивному старению.