Personlig minnesförbättring vid åldrande med sluten sling-tACS

Kognitiv försämring, särskilt inom minne och exekutiv kontroll, utgör en växande folkhälsoutmaning i takt med att befolkningen åldras, vilket bidrar till förlust av självständighet, minskad livskvalitet och ökade sjukvårdskostnader kopplade till Alzheimers sjukdom och relaterade demenssjukdomar (ADRD). Trots decennier av forskning finns det få effektiva, icke-farmakologiska interventioner som kan bromsa eller vända dessa kognitiva förluster. Transkraniell växelströmsstimulering (tACS) har nyligen framträtt som en lovande, säker och icke-invasiv teknik för att modulera neurala rytmer som stöder minnet. Däremot begränsas befintliga tillvägagångssätt fortfarande av stimuleringsscheman som är anpassade för alla och som inte tar hänsyn till individuella hjärnans kopplingsmönster eller dynamiska fluktuationer i kognitivt tillstånd.

Detta projekt syftar till att främja precisionsneuromodulering för kognitiv åldrande genom att optimera och anpassa högupplösta tACS-protokoll för att förbättra minnet hos äldre vuxna. Baserat på starka pilotdata som visar genomförbarheten av personlig och adaptiv stimulering kommer vi att använda multimodal avbildning (EEG och fMRI) för att spåra förändringar i frontotemporal synkroni, specifikt theta-gamma fas-amplitudkoppling och theta fassynkronisering, som är kända för att stödja minnesbildning och återhämtning.

Mål 1 kommer att fastställa hur stimuleringsmönster (mönstrade kontinuerliga vågformer) och schema (en, tre eller fem på varandra följande dagar) formar hållbarheten av minnesförbättring. Genom att jämföra sex systematiskt varierade doseringsprotokoll kommer vi att bestämma det optimala mönstret och repetitionsschemat som maximerar och upprätthåller förbättringar i arbetsminneskapacitet, interferenskontroll och långtidsminnesigenkänning över en månad.

Mål 2 kommer att utveckla och testa ett kopplingsstyrt sluten slinga tACS-system som kontinuerligt övervakar neural synkronisering i det frontotemporala nätverket och justerar stimuleringsparametrar i realtid. Detta adaptiva ramverk är utformat för att skräddarsy stimulering till varje deltagares utvecklande hjärntillstånd, vilket möjliggör mer effektiv och individualiserad kognitiv förbättring än statiska tillvägagångssätt.

Genom att integrera beteendemässiga, elektrofysiologiska och neuroavbildningsmått med adaptiva kontrollalgoritmer kommer denna forskning att identifiera pålitliga biomarkörer för responsivitet, klargöra orsakssamband som länkar neural synkroni till minne, och ge en ny klass av personliga, kopplingsstyrda interventioner för kognitiv försämring. Resultaten kommer att lägga grunden för skalbar, icke-invasiv och mekanismdriven behandling för ADRD och åldersrelaterad minnesförlust, vilket främjar NIH:s bredare uppdrag att främja hälsosamt kognitivt åldrande.