Effekterna av icke-invasiv hjärnstimulering på fysisk och mental funktion hos äldre vuxna (BrainSTIM)

Biologiskt åldrande, särskilt i kombination med kardiovaskulära riskfaktorer, leder till kronisk endotelial dysfunktion i cerebrala mikrokärl som försämrar hjärnans förmåga att möta de metaboliska krav som ställs på den i vardagen. Denna kroniska obalans mellan blodtillförsel och metabolisk efterfrågan leder ofta till cerebral mikrovaskulär sjukdom (CMD), eller ackumulering av ischemisk skada inom ett nätverk av frontala och subkortikala regioner. CMD är erkänt som vit substans hyperintensitet vid MRT-undersökningar och visar sig kliniskt som rörelsehinder, exekutiv dysfunktion och deprimerad affekt. Eftersom 11-17 % av äldre individer uppvisar denna konstellation av symtom, och vart och ett av dessa symtom är oberoende kopplat till ökad sjuklighet och dödlighet, är CMD en kritisk men understuderad vårdfråga med snabbt växande personliga och ekonomiska kostnader.

Det finns för närvarande inget botemedel mot CMD och studier som syftar till farmakologisk förbättring av icke-selektiv systemisk vasodilatation rapporterar inget terapeutiskt värde (Sorrond & Lipsitz, 2011). Vårt team har dock visat att svårighetsgraden av kliniska symtom som drabbas av de med CMD är kritiskt beroende av hjärnans återstående kapacitet att aktivera lämpliga kortikala nätverk när metabolisk efterfrågan ökar genom utförandet av olika kognitiva-motoriska uppgifter (Purkayastha et al. ., 2014; Sorond et al., 2010; Sorond et al., 2011). Därför förutspår forskare att en förbättring av förmågan att aktivera lämpliga kortikala nätverk som svar på ökad metabolisk efterfrågan skulle lindra symtomen och förbättra livskvaliteten för patienter med CMD.

Transkraniell likströmsstimulering (tDCS) möjliggör icke-invasiv, selektiv och ihållande modulering av kortikal aktivering. tDCS fungerar genom att skicka lågnivåströmmar mellan två eller flera hårbottenelektroder, vilket förändrar hjärnans polaritet och därmed perfusion och kortikal excitabilitet. En 20-minuters session med tDCS riktad mot den vänstra prefrontala cortex ökar akut kortikal aktivering under både kognitiva och motoriska uppgifter hos friska vuxna. Utredare har visat att samma stimulans förbättrar rörlighet och kognitiva prestationer hos äldre vuxna som bor i samhället. Dessutom minskar upprepade tDCS-sessioner under en månadsperiod symtom på depression och kan förbättra den verkställande funktionen hos friska individer. Dessa preliminära bevis tyder på att tDCS kan vara en effektiv intervention för CMD; men effekten av tDCS på denna sjukdom har inte undersökts.

Studiens utredare syftar slutligen till att undersöka den terapeutiska effekten av tDCS hos patienter med CMD genom att genomföra en dubbelblind, proof-of-princip, skenkontrollerad spår tillsammans med omfattande funktionella och neurofysiologiska bedömningar. För att slutföra designen och planera genomförandet av denna slutgiltiga rättegång strävar utredarna för närvarande efter att:

1. Genomför en pilotstudie för att fastställa genomförbarheten av utplacering av tDCS i stora populationer av individer med CMD, och för att få preliminära bevis för en orsakseffekt av interventionen på rörlighet, exekutiv funktion och depressiva symtom i denna population.
2. Inom pilotstudien, undersök effekterna av tDCS-interventionen på kortikal aktivering som svar på kognitiva-motoriska uppgifter.

Denna studie kommer att ge första i sitt slag, proof-of-principe-bevis på huruvida tDCS ger meningsfull symptomatisk lindring till patienter med CMD. Dessutom kommer det att informera om en mer definitiv, storskalig randomiserad kontrollerad studie (RCT) genom att tillhandahålla information om rekrytering och retention, efterlevnad, uppskattningar av effektstorlek och den neurofysiologiska grunden för förväntade funktionsförbättringar. Om den lyckas förväntas den inhämtade kunskapen också stimulera undersökningen av tDCS som behandling för många andra sjukdomar - från demens till diabetes - som negativt påverkar hjärnans förmåga att aktivera lämpliga kortikala nätverk.