用于模型驱动的非侵入性电脑刺激的数字双胞胎 (NEUROTWIN)

Neurotwin项目基于以下假设：脑振荡，尤其是在伽马频段（40 Hz）中，在认知过程中起着核心作用，并且它们的破坏与阿尔茨海默氏病（AD）中的认知下降有关。 γ振荡是由包括GABA能中间神经元在内的兴奋性抑制性神经回路产生的，AD患者通常会受到损害。 这种赤字与减少γ振荡的同步有关，这对于记忆和注意力等认知功能至关重要。

最近的研究表明，诱导γ振荡可以降低该疾病的Ad-In动物模型的淀粉样蛋白β（Aβ）和磷酸化的TAU（P-TAU）键病理标记。 这些发现表明，通过非侵入性方法刺激γ振荡可能会对受AD影响的特定大脑功能产生积极影响。 经颅电刺激（TES），包括经颅交流电流刺激（TAC），可以以安全的无侵袭性方式调节这些γ振荡。

在阿尔茨海默氏症治疗中用TACS靶向γ振荡的理由由：

• 临床前和临床证据：在鼠AD模型中的研究表明，暴露于γ刺激的小鼠（40 Hz）的淀粉样蛋白斑块和p-TAU水平显着降低，以及认知能力的改善。
• 先前的临床实验：在小型AD患者中，使用40 Hz TAC具有增强的情节记忆和脑灌注。 这些初步结果表明，伽马刺激可能代表了一种有希望的治疗方法，用于调节AD患者的认知功能。
• 神经功能障碍在AD中的影响：神经回路中的功能障碍，尤其是涉及抑制性神经元控制的功能，会导致兴奋性抑制性失衡，从而导致认知障碍。 刺激γ振荡可能会改善改变神经回路的功能，从而有助于认知稳定。

但是，许多非侵入性大脑刺激方案的重要限制是它们依靠多个会话来实现持久效果。 这些课程通常在临床环境中进行，因此需要患者出行。 这种障碍会阻碍扩展干预措施的提供，特别是对于神经退行性疾病的患者。 因此，我们使用TACS采用基于家庭的方法，因为它能够吸收AD中通常受损的伽马振荡，以及其低成本和基于家庭应用的潜力。 特别是，已经开发出远程监督的Starstim-home设备用于家庭用途，从而使患者可以访问γ刺激和可扩展性。 基于家庭的协议允许更高的治疗频率（每周8周每周5次），降低成本并增加患者和护理人员的便利性。

在这项研究中，参与者将使用Starstim-home设备进行一小时的TACS会话（真实或假），以额颞皮层为目标。 这些电极位置是通过在AD患者的生物物理头模型的数据库（即由结构性导体T1W-MRIS构建的，该模型的生物物理头模型的数据库中执行的Stimweaver算法，从而模拟了主要头部组织的无源电气性能。

该设备将被配置为管理个性化和模型优化的γ频率TE，始终假设相对半球的电极之间的电极之间的电流之间存在180°的相移。 这是使用线性模型完成的，该模型可以根据患者头皮的形态特征预测电流，即沿轴向，矢状和冠状平面的头部周长。 电流强度将在最初的30秒内升高，然后在刺激强度下维持60分钟，然后在最后30秒内升至实际条件。 假条件将依赖于经典的30秒坡道/向下倾斜协议。

该受试者将获得预先配置的Starstim家用套件，包括设备，平板电脑，所有需要的用品和培训材料。 Starstim Home套件平板电脑包含一系列简化说明和逐步触摸屏，以供参与者/管理员遵循。 即使对于那些不精通计算机的人，此过程也易于使用。

前两次访问将在记忆诊所进行。 在第一次每日访问期间，学习人员将主持培训课程，而家庭管理员观察到。 学习人员将审查分步过程，随附的培训手册以及描绘每个步骤的照片。 在第二次每日访问期间，管理员将练习对参与者进行TES会议，并进行研究人员的监督和指导。 管理员还将接受培训以照顾设备。 然后，护理人员或指定的管理员将监督在家中的会议，以确保在临床人员的远程监督下使用设备的使用和协议依从性。

在这项随机，双盲，假手术的跨界试验研究中，参与者将获得活跃和假的条件，每个条件持续8周，两者之间的冲洗时间为两个月。 TES会议将每周每周5天举行，每个条件总共40个会议。 每种治疗条件的神经影像学，神经生理学和认知评估将在两个月之前，后期和随访期间进行多个点进行。