Обнаружение и улучшение аномалий гамма-осцилляций при поражении головного мозга, связанном со взрывом (DAGABBI)

Ветераны недавних конфликтов испытали серьезные когнитивные и эмоциональные проблемы в результате воздействия взрывов. Недавняя работа предполагает, что решающим фактором в последствиях воздействия взрыва является расстояние от взрыва, а не наличие или отсутствие симптомов сотрясения мозга. Воздействие взрывов с расстояния менее 10 м связано со значительно более выраженными когнитивными и нервными расстройствами, чем воздействие взрывов с расстояния более 10 м. Нейронные корреляты поражения головного мозга, связанного со взрывом, плохо изучены, поскольку на сегодняшний день этому типу повреждения головного мозга уделяется мало внимания. Исследователи предлагают использовать колебания в гамма-диапазоне (30–100 Гц) электроэнцефалограммы (ЭЭГ) для выявления и устранения дисфункции нервной цепи, связанной с травмой от взрыва, у ветеранов. Было показано, что колебания гамма-диапазона участвуют в нескольких функциях мозга, включая зрительное восприятие, избирательное внимание, рабочую память, долговременную память и двигательный контроль. Недавние исследования на животных моделях связали последствия черепно-мозговой травмы с ингибирующими интернейронами, экспрессирующими парвальбумин (PV+), которые являются критическим элементом кортикальной схемы, генерирующей гамма-колебания. Дисфункция интернейронов ПВ+ связана с дефицитом вызванных гамма-колебаний и повышенной мощностью широкополосного гамма-«шума», а также с когнитивным дефицитом. Также недавно было показано, что стимуляция интернейронов PV+ паттернированными стимулами в гамма-диапазоне может улучшать функцию этих интернейронов, а также когнитивную функцию в животных моделях нейропсихиатрических расстройств. Таким образом, исследователи считают, что гамма-колебания и стимуляция являются многообещающими объектами для исследований у ветеранов, которые страдают от черепно-мозговой травмы, связанной со взрывом. Исследователи изучат активность и стимуляцию гамма-диапазона у 50 ветеранов, которые будут набраны из пула участников Центра трансляционных исследований ЧМТ и стрессовых расстройств штата Вирджиния (TRACTS) в Бостонской системе здравоохранения штата Вирджиния.

• Цель 1: оценить, присутствуют ли дефицит вызванного гамма-излучения и повышенный гамма-шум у лиц, подвергшихся ближнему (<10 м) или дальнему (>10 м) взрыву. Исследователи предсказывают, что вызванная гамма будет уменьшаться по мощности и фазовой синхронности, в то время как мощность гамма-шума будет увеличиваться в группах близких по сравнению с дальними взрывами.
• Цель 2: Определить, можно ли исправить аномалии гамма-колебаний, связанные с близким воздействием взрыва, с помощью неинвазивной сенсорной стимуляции в гамма-диапазоне. Исследователи проведут 6-минутную слуховую стационарную стимуляцию частотой 40 Гц. Исследователи предсказывают, что гамма-обусловливание усилит вызванные гамма-колебания, вызванные тонами на условной частоте по сравнению с необусловленной, в то время как гамма-шум будет уменьшен. Эти эффекты будут сильнее в группах Close по сравнению с группами Far blast.

Этот проект также имеет 2 исследовательские цели:

• 1) Исследовать, увеличивается ли мощность ЭЭГ в дельта-диапазоне (1–4 Гц) в состоянии покоя в группах с близкой по сравнению с дальней группой воздействия взрыва, поскольку мощность дельты увеличивается у лиц, перенесших легкую черепно-мозговую травму, по сравнению со здоровым контролем.
• 2) Поскольку воздействие взрывной волны связано с дефицитом белого вещества, а аксоны интернейронов PV+ миелинизированы, исследователи изучат, коррелируют ли гамма-аномалии с дефицитом белого вещества, что оценивается с помощью измерений диффузионно-тензорной визуализации (DTI) в слуховой коре, доступных из База данных ТРАКТ.

Таким образом, этот проект направлен на углубление понимания влияния взрывов на функцию мозга у ветеранов путем изучения воздействия взрывов на нейронные цепи, генерирующие гамма-колебания, и путем проверки того, может ли новый тип неинвазивной стимуляции мозга помочь улучшить работу мозга у ветеранов, подвергшихся воздействию взрывов. В случае успеха этот проект может привести к новым подходам к обнаружению и устранению последствий воздействия взрыва на ветеранов и помощи в их функциональном восстановлении.