Inriktning på språkspecifika och verkställande kontrollnätverk med transkraniell likströmsstimulering i Logopenic Variant PPA

Språkbrist är ett vanligt kännetecken för neurodegenerativa störningar och är det primära underskottet vid primär progressiv afasi (PPA), ett syndrom som står för ungefär 2/3 varianter av fronto-temporal lobar demens (FTLD) och minst en Alzheimers sjukdom (AD) variant. Språkbrister försämrar dramatiskt kommunikationen och livskvaliteten för både patienter och vårdgivare. PPA har vanligtvis en tidig debut (50-65 års ålder), vilket skadligt påverkar arbete och familjeliv. Det finns inga sjukdomsmodifierande farmakologiska medel för PPA och den enda tillgängliga behandlingen är några sessioner med kompenserande talspråksterapi. I den första cykeln av denna utmärkelse ställde forskarna frågan om språkterapieffekter kunde förstärkas av elektrisk stimulering. Utredarna genomförde den hittills största randomiserade, dubbelblinda, skenkontrollerade, crossover, kliniska studien för att fastställa effekterna av transkraniell likströmsstimulering (tDCS) i PPA. Utredarna fann att tDCS över den vänstra nedre frontala gyrusen (L_IFG), ett av de stora språknaven i hjärnan, avsevärt förstärker effekterna av ett skriftligt namn- och stavningsingrepp. Utredarna fann dock stor heterogenitet i effekterna av tDCS. Överraskande nog var patienter med de största tDCS-effekterna i terapiuppgiften och de största generaliseringseffekterna till andra uppgifter den icke-flytande varianten (nfvPPA), med ett epicentrum av atrofi i L_IFG. Även om utredarna visade att de som förbättrade namngivningen mest, efter stimulering av försökspersoners L_IFG, var de som har atrofi där, kvarstår en nyckelfråga. Vad är förklaringen: (1) den stora plasticiteten hos L_IFG (som nyligen visades vid afasi efter stroke) eller (2) en allmän princip för neuromodulering, dvs stimulering är mest effektiv över atrofierade och komprometterade områden. Den senare hypotesen stärks av frånvaron av korrelation mellan atrofi och funktionell anslutning (FC), vilket visade sig vara en av mekanismerna för tDCS-effekter, den andra är förändringar i den hämmande neurotransmittorn gamma-aminosmörsyra (GABA).

Därför, för att ta itu med ovanstående fråga, kommer utredarna att stimulera ett annat stort område av atrofi i PPA, parietal cortex. Den främre nedre parietala cortexen, och i synnerhet den vänstra supramarginala gyrusen (L_SMG), är specialiserade på fonologisk bearbetning, nämligen fonologiskt verbalt korttidsminne (vSTM), det vill säga förmågan att tillfälligt lagra fonologisk (och grafemisk) information i ordning. Domänen för vSTM påverkar många språkuppgifter (upprepning, namngivning, syntax), vilket gör den till ett idealiskt behandlingsmål och L_SMG till ett idealiskt stimuleringsmål, eftersom generalisering av tDCS-effekter till andra språkuppgifter drivs av funktionen (beräkning) av stimulerat område. Den föreslagna forskningen drar nytta av utredarnas omfattande erfarenhet av tDCS i PPA (18 publicerade och 7 under granskningspapper från den tidigare kliniska prövningen) och kommer experimentellt att ta itu med den grundläggande frågan om stimulering över atrofierad och kompromitterad cortex är mest effektiv. Genom att testa en grundläggande princip för neuromodulering i en förödande neurodegenerativ störning kommer utredarna att avsevärt främja området för neurorehabilitering vid tidiga demenssjukdomar.

Syfte 1: Att avgöra om vSTM-behandling ('RAM', för 'Repeat After Me') i kombination med högupplöst (HD)-tDCS över L_SMG kommer att vara effektivare för patienter med det lokala epicentret av atrofi där än för patienter med frontal atrofi.

Mål 2: Att förstå mekanismen för tDCS genom att mäta tDCS-inducerade förändringar i nätverk FC och GABA över L_SMG. Utredarna kommer att utföra funktionell magnetisk resonanstomografi i vilotillstånd (rsfMRI), (MPRAGE), diffusionsviktad avbildning (DWI), perfusionsavbildning (pCASL) och magnetisk resonansspektroskopi (MRS), före, efter och 3 månader efter -intervention.

Syfte 3: Att identifiera neurala, kognitiva, fysiologiska, kliniska och demografiska egenskaper (biomarkörer) som förutsäger sken-, tDCS- och tDCS- kontra skeneffekter på vSTM och relaterade språkuppgifter i PPA. Utredarna kommer att utvärdera neurala (funktionella och strukturella anslutningar, kortikal volym, neuropeptider och perfusion), kognitiva (minne, uppmärksamhet, exekutiva) och språkfunktioner, kliniska (allvarlighetsgrad) och demografiska (ålder, kön) egenskaper, och utredarna kommer att utvärdera analysera effekterna på vSTM och andra språk/kognitiva resultat omedelbart efter intervention och 3 månader efter intervention.