Stimuliranje pamćenja: Pregled intervencija korištenjem ponavljajuće transkranijalne magnetne stimulacije za poboljšanje ili vraćanje sposobnosti pamćenja, 1. dio

Sažetak: Ljudski memorijski sistemi su nesavršeni uređaji za snimanje na koje utiču starost i bolest, ali nedavna otkrića sugerišu da se funkcionalnost ovih sistema može modifikovati intervencijama koje koriste neinvazivnu moždanu stimulaciju kao što je ponavljajuća transkranijalna magnetna stimulacija (rTMS).

Uz kontinuirani razvoj moderne medicinske tehnologije, kranijalna magnetna stimulacija je postala popularna metoda liječenja, posebno u poboljšanju pamćenja pacijenata. Kranijalna magnetna stimulacija je neinvazivna terapija koja stimulira aktivnost neurona mozga primjenom slabe struje ispod cerebralnog korteksa, čime se poboljšava veza i komunikacija između neurona. Ova metoda liječenja ne samo da je efikasna već i nema nuspojava i bolova, pa je sve više ljudi pozdravlja.

Neka nedavna istraživanja su pokazala da je kranijalna magnetna stimulacija vrlo efikasna u poboljšanju pamćenja. Medicinski stručnjaci su otkrili da je tretman kranijalnom magnetnom stimulacijom značajno poboljšao pamćenje eksperimentalnih subjekata. Ova metoda liječenja je posebno učinkovita za pacijente s amnezijom, Alchajmerovom bolešću i drugim bolestima, a može pomoći i onima koji su preopterećeni i preopterećeni poslom da oslobode mentalni umor i emocionalne tegobe jačanjem aktivnosti moždanih neurona.

Osim poboljšanja pamćenja, kranijalna magnetna stimulacija se može koristiti i za liječenje drugih neuroloških bolesti, kao što su depresija, anksioznost, Alchajmerova bolest, itd. Iako je ovoj metodi liječenja potrebna daljnja istraživanja i praksa, sve više ljudi je počelo prihvaćati kranijalne bolesti. magnetne stimulacije kao metode liječenja i postigle su dobre rezultate.

Općenito, kranijalna magnetna stimulacija, kao nova metoda liječenja, igra vrlo važnu ulogu u poboljšanju pamćenja i liječenju neuroloških bolesti. Trebali bismo aktivno učiti o ovoj metodi liječenja kako bismo bolje iskoristili njenu učinkovitost. Istovremeno, treba da poštujemo i savete lekara i da primamo tretman kranijalnom magnetnom stimulacijom u profesionalnim medicinskim ustanovama, nadajući se da ćemo doneti bolje zdravstvene efekte sebi i onima oko nas. Vidi se da moramo poboljšati svoje pamćenje. Cistanche može značajno poboljšati pamćenje jer je cistanche tradicionalni kineski medicinski materijal s mnogim jedinstvenim efektima, od kojih je jedno poboljšanje pamćenja. Djelotvornost Cistanchea proizlazi iz različitih aktivnih sastojaka koje sadrži, uključujući taninsku kiselinu, polisaharide, flavonoidne glikozide, itd. Ovi sastojci mogu promovirati zdravlje mozga na različite načine.

Kliknite Znaj kratkoročno pamćenje kako poboljšati

Translacijski potencijal ovih rTMS intervencija je jasan: problemi s pamćenjem su najčešća kognitivna tegoba povezana sa zdravim starenjem, dok su patološka stanja kao što je Alchajmerova bolest često povezana s teškim deficitom pamćenja.

Terapije za poboljšanje pamćenja ili liječenje gubitka pamćenja mogle bi poboljšati nezavisnost uz istovremeno smanjenje troškova za sisteme javnog zdravlja. Uprkos ovom obećanju, nekoliko važnih faktora ograničava generalizabilnost i translacioni potencijal rTMS intervencija za pamćenje. Heterogenost dizajna protokola, rTMS parametara i mjera ishoda predstavljaju značajne izazove za interpretaciju i reproduktivnost.

Međutim, nedavni napredak u kognitivnoj neuronauci, uključujući rTMS pristupe i nedavne uvide u vezi sa funkcionalnim moždanim mrežama, može ponuditi metodološke alate potrebne za dizajniranje novih interventnih studija s povećanom eksperimentalnom strogošću, poboljšanom ponovljivošću i većom vjerojatnošću uspješnog prijevoda u klinička okruženja.

U ovom pregledu prvo raspravljamo o trenutnom stanju literature o modulaciji pamćenja pomoću rTMS-a, zatim nudimo komentar razvoja inkognitivne neuronauke koji su relevantni za rTMS intervencije i na kraju nudimo nekoliko preporuka za dizajn budućih istraživanja korištenjem rTMS-a za modulaciju ljudi. performanse memorije.

Ključne riječi: TMS; rTMS; memorija; hipokampus; mreže mozga; neinvazivna stimulacija mozga; blago kognitivno oštećenje; Alchajmerova bolest.

1. Uvod

Ljudski memorijski sistemi se smatraju nesavršenim uređajima za snimanje, a na performanse ovih sistema negativno utiču starost i bolest.

Gubitak pamćenja je najčešća kognitivna tegoba kod starijih osoba, dok klinički značajni deficiti pamćenja preuveličavaju trendove vezane za dob i često se mogu pripisati neurodegenerativnim bolestima. Najčešći oblik patološkog pada pamćenja je demencija zbog Alchajmerove bolesti (AD) [1]. Nažalost, trenutne farmakološke intervencije za oštećenje pamćenja povezanog s AD, kao što su inhibitori holinesteraze, nude ograničenu korist za gubitak pamćenja [2,3]; ovo važi i za druge intervencije za AD, kao što su promene načina života [4–6].

Nedostatak efikasnih tretmana za gubitak pamćenja, povezan sa AD ili ne, ostavlja značajnu potrebu neispunjenom: gubitak pamćenja ima negativne posljedice po nezavisnost, autonomiju i identitet. Efikasni tretmani za gubitak pamćenja mogu sačuvati ove sposobnosti [7–9].

Srećom, nedavni nalazi ukazuju na to da ciljana neinvazivna moždana stimulacija (NBS) može ponuditi značajne mogućnosti za liječenje [10]. Konkretno, zabilježeno je da transkranijalna magnetna stimulacija (TMS), oblik NBS, poboljšava pamćenje kod zdravih mlađih odraslih osoba, zdravih starijih osoba i osoba s AD [11–14].

TMS stoga može obećavati kao potencijalni simptomatski tretman za gubitak pamćenja. Ipak, pregled trenutne literature otkriva značajnu varijabilnost u metodama, mjerama ishoda i populacijama. U skladu s metodološkom varijabilnosti, nalazi intervencija koje koriste ponavljajući TMS (rTMS) za poboljšanje pamćenja bili su nedosljedni.

Da bismo ovo riješili, naš pregled nastoji sumirati rezultate nedavnih rTMS studija na pacijentima na ADcontinuumu, raspravljati o potencijalnim izvorima heterogenosti i dati prijedloge o tome kako bi ovo polje moglo poboljšati rigoroznost i reproduktivnost u budućem radu.

2. Pregled prethodnog rada

2.1. Organizacija Recenzije

Napravili smo narativni pregled zasnovan na pretraživanju najčešće korištenih baza podataka indeksirajući naučne radove (PubMed, Google Scholar). Nakon primarne identifikacije literature, izvršeno je pretraživanje citata naprijed i nazad za studije u ovom prvobitno identificiranom tijelu.

Primijetili smo da su istraživanja koja testiraju TMS kao alat za poboljšanje pamćenja ili tretman za gubitak pamćenja uvelike varirala u svojim pristupima. Priznajući ovu heterogenost, identificirali smo dvije ključne nezavisne varijable koje su korištene za organizaciju našeg pregleda: prvo mjesto stimulacije, a zatim ciljnu populaciju.

Kao i kod nezavisnih varijabli, primijetili smo da se mjere ishoda mogu na sličan način podijeliti na promjene u kognitivnim sposobnostima (pamćenje, izvršne funkcije, itd.) i promjene u moždanim varijablama (struktura i/ili funkcija).

Za sažetak rTMS studija organiziranih i označenih prema ovim atributima, pogledajte Tabelu 1. Što se tiče mjesta stimulacije, istraživači su najčešće birali rTMS ciljeve unutar frontalnih ili parijetalnih asocijacijskih područja. Važno je da se ovi regioni nalaze neposredno ispod lobanje i stoga unutar ograničenog opsega tipičnih TMS sistema (~2-3 cm ispod vlasišta) [15].

Unutar frontalnog režnja mozga, studije su često ciljale na dorsolateralni prefrontalni korteks (dlPFC). Ova popularnost dlPFC-a kao mete stimulacije može se pripisati njegovom poznatom doprinosu mnogim kognitivnim procesima uključujući radnu memoriju [16–19]. dlPFC je, naravno, također uobičajena meta rTMS-a za kliničko liječenje psihijatrijskih poremećaja kao što je velika depresija [20].

U širem smislu, dlPFC je općenito priznat kao regija mozga koja je i izvodljiva i sigurna za rTMS [21]. Manje uobičajena alternativa za rTMS je parijetalni režanj, a unutar njega, rTMS studije su najčešće ciljale posterolateralni parijetalni korteks ili kutni girus (AG) [13,22].

U studijama rTMS-a i pamćenja, AG je često bio na meti zbog svoje povezanosti, kako strukturalne tako i funkcionalne, sa regionima medijalnog temporalnog režnja koji podržavaju deklarativne/relacijske memorijske procese.

Nadalje, smatra se da je AG dio velike unutrašnje moždane mreže, mreže zadanog načina rada (DMN) koja je uključena u normalnu funkciju pamćenja [23–27]. Dodatno, na DMN posebno utiče AD [25,28,29], što čini modulaciju DMN pomoću rTMS potencijalno intrigantnom terapijom. Za informacije o TMS mehanizmima, pogledajte Okvir 1.

Što se tiče ciljne populacije, dok su se mnoge studije o efektima rTMS-a na pamćenje fokusirale na zdrave mlađe i zdrave starije osobe, postoji sve veći broj studija koje istražuju potencijal rTMS-a za liječenje gubitka pamćenja unutar kliničkih populacija (npr. [30–32]).

Studije koje su koristile rTMS su takođe regrutovale osobe sa kliničkim stanjima koja često prethode AD, uključujući (amnestična ili neamnestična) blaga kognitivna oštećenja (aMCI/MCI) [33–35].

U našem pregledu objavljenog rada, rTMS intervencije za pamćenje koje najčešće uključuju stimulaciju frontalnog režnja ciljaju zdrave osobe, pa počinjemo sa sumiranjem nalaza iz tih studija.

2.2. rTMS lokacija frontalnog režnja

2.2.1. rTMS dlPFC: zdravi mladi i zdravi stari

U trenutnoj literaturi, dlPFC je stimulisan različitim rTMS parametrima, a neki izvještaji sugeriraju da lijevi i desni dlPFC mogu različito reagirati na rTMS.

U okviru studija usmjerenih na dlPFC kod zdravih odraslih osoba koje su razmatrane u ovom pregledu, lijeva hemisfera je češće ciljana. rTMS lijevog dlPFC-a proizveo je umjereno konzistentne efekte na funkcionalnu povezanost stanja mirovanja (RSFC), ali manje konzistentne kognitivne rezultate.

Što se tiče kognitivnih promena povezanih sa levim dlPFC rTMS-om, osam od dvanaest ovde pregledanih studija prijavilo je značajna kognitivna poboljšanja povezana sa visokofrekventnom stimulacijom [14,34,35,38,39,41,42,44–46,71,72]. Međutim, dajući primjer heterogenosti ishoda u ovoj domeni, jedna studija koja je koristila niskofrekventni rTMS prijavila je akutno kognitivno oštećenje [43].

Heterogenost u rTMS metodama i ishodima može se uočiti čak iu ograničenom domenu rTMS lijevog dlPFC-a zdravih odraslih osoba. U jednoj studiji, Chung i kolege su primijenili intermitentnu theta-burst stimulaciju (iTBS) rTMS ciljajući lijevi dlPFC [41]. rTMS na 50%, 75% i 100% motornom pragu (MT) bio je povezan sa različitim rezultatima za svaki intenzitet.

Njihova studija je uočila odgovor sličan obrnutoj krivulji u obliku slova U, sa značajnim rezultatima na 50%, kognitivnim poboljšanjem na 75% i srednjem poboljšanju na 100%.

U sličnoj studiji, Davis i kolege su primenili rTMS od 5 Hz pri 120% MT na levi dlPFC, ali nisu primetili značajnu promenu u kognitivnim sposobnostima [42]. Zajedno, ove studije sugeriraju da veći intenzitet rTMS stimulacije ne odgovara striktno poboljšanim ishodima i da mogu postojati interakcije između intenziteta stimulacije i učestalosti ishoda.

U dvije gore opisane studije [41,42], rTMS je bio povezan sa promjenama RSFC ili EEG varijabli. Nadalje, Davis i kolege su primijetili da su promjene RSFC-a povezane s boljim kognitivnim performansama, uključujući povećanu sličnost u obrascima aktivacije mozga tokom kodiranja i preuzimanja tokom memorijskog zadatka [42,44].

Intrigantno, prethodne studije rTMS-a usmjerene na dlPFC također sugeriraju da stanje mozga tokom rTMS-a može utjecati na odgovor mozga i povezane kognitivne efekte. To jest, isti protokol TMS može dati različite efekte kada se primjenjuje tokom obavljanja zadatka ili mirovanja.

U jednoj studiji, Bakulin i kolege su primenili rTMS na levi dlPFC tokom različitih faza modifikovanog Sternbergovog zadatka i uočili razlike u performansama n-leđa povezanih sa fazom stimulacije [39].

Konkretno, autori su otkrili da kada je rTMS primijenjen u odsustvu modificiranog zadatka, 10 Hz rTMS lijevog dlPFC-a je bio povezan sa značajno povećanim rezultatima na n-back zadatku.

Suprotno tome, kada je rTMS primijenjen tokom bilo koje faze modificiranog zadatka, nije uočena značajna korist. Drugi autori su spekulisali da rTMS tokom zadatka može da invertuje odgovore koji su navodno povezani sa visokofrekventnim i niskofrekventnim rTMS-om [62,73,74].

Iako postoje neki dokazi o razlikama u efikasnosti između rTMS-a tokom zadatka i odmora, biće potrebno dalje proučavanje da se detaljno procijeni da li su efekti zaista obrnuti i da li je ista inverzija prisutna i za druge ciljeve stimulacije.

2.2.2. rTMS dlPFC: MCI i AD

Iako se AD i MCI (posebno aMCI) često povezuju s kliničkim nedostacima pamćenja, rTMS studije u ovim populacijama često su procjenjivale opće kognitivne ishode, a ne ishode specifične za pamćenje.

Ipak, studije rTMS-a kod osoba sa MCI i AD dale su relativno konzistentne rezultate. Veliki dio ove konzistencije može proizaći iz veće homogenosti parametara rTMS odabranih za studije ovih populacija u odnosu na studije zdravih osoba. Na primjer, u našem pregledu ove literature, visokofrekventni rTMS se često koristio u studijama pacijenata sa MCI/AD.

U nekoliko studija koje su primijenile visokofrekventni rTMS za lijevo dlPFC, stimulacija je bila povezana s poboljšanim rezultatima na jednoj ili više uobičajenih kognitivnih procjena, uključujući MoCA, MMSE i/ili ADAS-Cog [14,34,36,45]. U manjem broju studija, također su zabilježena značajna poboljšanja u domen-specifičnim procjenama memorijskih sposobnosti kao što su asocijativna memorija i relacijsko pamćenje [38,45,74,81].

Značajno je da su sve studije usmjerene na dlPFC kod osoba s kliničkim oštećenjima uočile kognitivno poboljšanje u najmanje jednoj domeni.

Konkretno, poboljšanja u AVLT-u, uparenom učenju saradnika, MMSE, ADAS-cog, Rivermead testu bihevioralnog pamćenja, sekvenciranju brojeva slova, memoriji asocijacija, prepoznavanju, logičkoj memoriji, MoCA i asocijaciji riječi/slike uočena su nakon deset ili više sesija rTMS kognitivno oštećene osobe [11,14,34–36,38,45]. U drugoj studiji, Rutherford i kolege su regrutirali pacijente sa AD i primijenili 20 Hz rTMS na 100% RMT na bilateralni dlPFC (serijski, jedna po hemisfera) kroz 13 sesija [ 11].

Od posebne važnosti, longitudinalno praćenje učesnika pokazalo je da su oni imali značajno oslabljene stope opadanja u poređenju sa učesnicima koji su nasumično raspoređeni u kontrolno stanje.

Replikacija ovog obećavajućeg nalaza bila bi važan korak ka generalizaciji kliničkog liječenja. Konačno, također je objavljeno da je niskofrekventni rTMS desnog dlPFC-a povezan sa kognitivnim poboljšanjem [33,82–84].

Ovaj nalaz može biti zanimljiv u kontekstu zdravog i patološkog starenja, jer postoje dokazi da pravi dlPFC pokazuje hiperaktivnost povezanu sa smanjenim kognitivnim performansama [85,86].

2.2.3. rTMS drugih područja frontalnog režnja

Dok je dlPFC bio najčešća meta za rTMS u frontalnom režnju, nekoliko drugih mjesta u frontalnim regijama je također ciljano. Među ovim mjestima su precentralgirus, srednji frontalni girus i desni medijalni frontopolarni korteks.

Jung i kolege su istraživali efekte rTMS od 1 Hz na levi i desni precentralni girus, dva dodatna područja koja nisu asocijacija [49]. Uočili su smanjenu povezanost između DMN-a i desne motorne mreže, otočne mreže i vizualne mreže koja se može pripisati rTMS-u.

Dodatno, rTMS tokom angažmana na zadatku rezultirao je smanjenom povezanosti između DMN-a i dorzalne mreže pažnje i povećanom povezanosti između DMN-a i frontoparijetalne mreže.

Što se tiče desnog medijalnog frontopolarnog korteksa kao mete, jedna studija je istraživala efekte jednokratne sesije rTMS od 20 Hz ili 1 Hz [50].

U ovom slučaju, autori su prijavili RSFC promjene povezane s poboljšanom kognicijom za grupu stimulacije od 20 Hz i promjene povezane sa lošijom kognicijom nakon 1 Hz rTMS u niskofrekventnoj grupi stimulacija. rTMS srednjeg frontalnog girusa (MFG) su također istraživali Wang i kolege [48]. Ova grupa je davala rTMS od 10 Hz na metu lijevog ili desnog srednjeg frontalgirusa dva uzastopna dana.

Dok su poboljšanja u relacijskoj memoriji ovisnoj o hipokampu pronađena nakon stimulacije ciljane desne hemisfere, takve promjene su bile prisutne nakon rTMS-a na lijevoj strani.

Različiti efekti rTMS-a primijenjenog na lijevu i desnu MFG mogu se pripisati lateralnosti, ali bi replikacija bila važan korak za pomoć u tumačenju ovih nalaza.

Zanimljivo je da je druga studija rTMS-a primijenjena na MFG koristila RSFC za određivanje cilja anrTMS-a. Lynch i kolege su primijenili pristup baziran na konektomu da identifikuju nezavisne ciljeve za svakog subjekta unutar desnog MFG-a na osnovu unutarmrežnog RSFC-a [47]. Autori su primijenili jednu sesiju cTBS rTMS-a na desni MFG i uočili smanjene performanse radne memorije povezane sa stimulacija.

2.3. rTMS lokacija parijetalnog režnja

2.3.1. rTMS AG: Zdravi mladi i zdravi stari

Izvan frontalnog režnja, veliki dio asocijacijskog korteksa koji je dostupan tipičnim TMS pristupima leži u bočnim dijelovima parijetalnog režnja. U kontekstu TMS studija povezanih s pamćenjem, najčešće su ciljane lokacije u inferiornom parijetalnom lobulu.

Ovo je vjerovatno zbog povezanosti s izvođenjem memorijskih zadataka na osnovu neuropsiholoških i neuroimaging studija [87–90]. Konkretno, levi AG je bio popularan izbor za modulaciju memorijske funkcije zasnovane na TMS-u. rTMS AG se pokazao plodonosnim za istraživače memorije, što je najjasnije ilustrovano radom Vossa i kolega [12,22,54,61].

Ugaoni girus je kortikalna oblast unutar efektivnog opsega rTMS koja pokazuje jak RSFC sa hipokampusom. Usmjeravajući aDMN komponentu koja je funkcionalno povezana s hipokampusom, mnogi istraživači su primijenili rTMS za mjerenje efekata rTMS-a na memorijsku funkciju zavisnu od hipokampusa. Konkretno, Voss i kolege su često demonstrirali uspjeh u modulaciji performansi pamćenja, moždane aktivnosti ili oboje koristeći paradigmu koja uključuje 20 Hz rTMS da bi lijevo AG na 100% RMT [12,13,52–55,58,60].

Jedini značajan izvor heterogenosti u studijama koje koriste ovu paradigmu bio je broj rTMS sesija. Većina 20 Hz rTMS studija od Voss-a i njegovih kolega koje su ciljale lijevu AG koristila je pet rTMS sesija [12,13,54–56,58].

Možda nije iznenađujuće da su rTMS studije koje su koristile pet rTMS sesija sa sličnim parametrima često uočavale slične ishode. Ove studije su izvijestile o poboljšanju mjera pamćenja i RSFC-a. Konkretnije, promjene RSFC-a povezane s poboljšanom kognicijom su uočene u DMN-u. Oni su se sastojali od ojačanog RSFC između lijevog AG i lijevog hipokampusa.

Pored ovih primarnih nalaza, takođe je objavljeno da rTMS promoviše hipokampalni RSFC sa komponentama DMN izvan AG [12]. U skladu sa mehaničkim objašnjenjem za rTMS efekte na pamćenje, ove promjene u RSFC su također bile praćene značajnim kognitivnim promjenama [12,13,54–56,58].

Gore navedena poboljšanja u performansama relacijske memorije nakon rTMS-a bila su značajno veća u poređenju sa učesnicima u placebo lažnim uslovima. Slična povećanja kognitivnih performansi i promene u RSFC-u su takođe primećena pod nekoliko rTMS protokola koji potiču iz iste grupe [55,91,92].

Doziranje, operacionalizovano kao nekoliko sesija stimulacije, možda je ključni faktor u određivanju efikasnosti AG rTMS-a kao terapije za poboljšanje pamćenja. Nekoliko studija je mijenjalo doziranje rTMS-a kako bi istražilo ovaj odnos. U jednoj studiji, Freedberg i kolege su primijetili da su tri, četiri ili pet sesija rTMS-a na lijevoj AG rezultirale sličnim RSFC promjenama, ali ti autori nisu procijenili promjene u pamćenju [60].

U studiji sa sličnim dizajnom, ali nedosljednim nalazima, Hendrikse i kolege su izvijestili da su otkrili značajnu kognitivnu korist nakon četiri rTMS sesije [52]. Da bi se istražio potencijalni minimalni prag, Freedberg i njegove kolege proveli su studiju određivanja doze.

Ovi autori su izvijestili da je potrebno najmanje 5 rTMS sesija za pouzdanu, statistički značajnu promjenu u hipokampalnom AG RSFC [51]. Iako ove studije ukazuju da bi minimalni broj rTMS sesija mogao biti neophodan za postizanje pouzdanih efekata, Hermiller i kolege su također izvijestili da je jedna sesija cTBS rTMS-a bila adekvatna da izazove uporedive promjene u RSFC [53].

Dok studije rTMS od 20 Hz sugeriraju da bi moglo biti potrebno tri do pet sesija za generiranje pouzdanih RSFC promjena, nedavna cTBS studija za koju se navodi da je potrebna samo jedna sesija je intrigantna.

Čini se mogućim da različite frekvencije stimulacije ili različiti skupovi parametara stimulacije mogu zahtijevati jedinstveni broj minimalnih rTMS sesija da bi se primijetile značajne promjene. Buduća istraživanja koja istražuju ovu mogućnost su opravdana.

Right AG je također ciljana sa rTMS-om. U jednoj studiji, Tambini i kolege su primenili cTBS rTMS na desni AG [61]. Nakon toga, uočeno je značajno kognitivno poboljšanje u kombinaciji sa RSFC promjenama.

Nažalost, ovo je bila jedina studija koja je ciljala pravi AG, a dodatno istraživanje ispravnog AG rTMS-a kod zdravih osoba je opravdano.

For more information:1950477648nn@gmail.com