Hjärnforskning som utvärderar effekterna av neurofysiologisk bearbetningshastighetsträning hos veteraner (BRAIN-SPEED)

Veteraner i åldern 50 och uppåt som har drabbats av mild traumatisk hjärnskada (mTBI) är dubbelt så benägna att utveckla demens3,22. Från 2001, under kampanjerna Operation Enduring Freedom (OEF) och Operation Iraqi Freedom (OIF), diagnostiserades över 470 000 veteraner med TBI22. Utöver förekomsten av signatursåret från OEF- och OIF-kampanjerna, tros antalet mTBI-fall inom VA-systemet vara mycket högre 22,23. Oroväckande nog får ett ökande antal veteraner, särskilt de med TBI, diagnosen mild kognitiv funktionsnedsättning och uppriktig demens mellan åldrarna 50-6023,24. Med 72 % av veteranerna (13,2 miljoner, en siffra som ökar årligen) över 50 år gamla (Vetpop, 2020), måste VA implementera förebyggande och rehabiliterande insatser för att begränsa den ökande effekten av kognitiv nedgång i veteranbefolkningen.

Kognitiv träningsparadigm har utvecklats och testats under de senaste decennierna, med viss kontrovers över den övergripande effekten10. Program som upprepad uppgiftsövning (t.ex. memorering av listor och mnemonics) har visat blandade resultat sammantaget, främst på grund av bristande träningsöverföring mellan domäner25. Däremot har processbaserad kognitiv träning konsekvent förbättrat den allmänna kognitiva förmågan med ett program, visuell uppmärksamhetsträning, som visar betydande överföringseffekter11. Även känd som bearbetningshastighetsutbildning (jfr. - användbart synfält [UFOV]), visuell uppmärksamhetsträning görs på en dator och riktar in sig på perceptuella brister i samband med åldrande och TBI26,27.

Förändringar i hjärnans funktion som minskar förmågan för perceptuell information att bearbetas är troliga mekanismer för nedsatt kognition28. Visuell uppmärksamhetsträning utvecklades för att gradvis öka visuell perception för att direkt motverka bristande synfält11. Tidigare studier har visat att visuell uppmärksamhetsträning ökar instrumentella dagliga aktiviteter som är relevanta för körprestanda, vilket resulterar i förlängd körmobilitet11,26,29. Tyvärr har träningsparadigm för visuell uppmärksamhet krävt en förlängd träningslängd (månader) och tenderar att visa varierande resultat30. Den identifierade kognitiva mekanismen för ökad perceptuell detaljbearbetning är ganska kraftfull, men individuell träningsrespons kan bero på ens förmåga att tillämpa selektiv kortikal hämning7. Kortikala oscillationer uppmätt med elektroencefalografi (EEG) tros återspegla sådan hämning. Nyligen genomförd EEG-arbete under visuell uppmärksamhetsträning har visat att personer som uppvisar selektivt engagemang av alfamönster har snabbare bearbetningshastighet och bättre perceptuell diskriminering9,18,31.

Våra senaste VA-finansierade projekt inom åldrande har visat att procedurmässig motorisk inlärningsprestanda är relaterad till individuella skillnader i excitatorisk/hämmande (E/I-balans) bedömd med transkraniell magnetisk stimulering (TMS)4,32 (Novak et al., under granskning) . Dessutom har arbete i Dr Visschers (Co-I) också visat att neurologiska förändringar i kortikal aktivitet är uppenbara efter bara 10 timmars visuell uppmärksamhetsträning33. Det aktuella projektet kommer att utvärdera förändringar i EEG-mått på kortikal hämning hos äldre veteraner för att förbättra perceptuell bearbetning med hjälp av ett anpassat träningsprogram för visuell uppmärksamhet. Vi har också en unik möjlighet att utvärdera om TMS-mått på kortikal hämning, som kan erhållas snabbt och tillförlitligt genom motorisk cortexstimulering, direkt relaterar till E/I-balansen i EEG-visuell uppmärksamhet, vilket vi misstänker. Detta arbete utökar teamets tidigare arbete med neuromodulering med hjälp av billiga, icke-farmakologiska rehabiliteringstekniker.