גירוי מוחי לא פולשני מראה הבטחה לשיפור מיומנויות ניווט בהפרעות קוגניטיביות

גירוי מוחי עמוק ממוקד משפר את הניווט המרחבי במחקר מציאות מדומה, ומציע תקווה חדשה לטיפול בליקויים קוגניטיביים כמו דמנציה.

לִלמוֹד: אפנון לא פולשני של תסביך ההיפוקמפוס-אנטורינאלי במהלך ניווט מרחבי בבני אדם. קרדיט תמונה: Gorodenkoff/Shutterstock.com

במחקר שפורסם לאחרונה ב התקדמות המדעקבוצת חוקרים חקרה את ההשפעות של גירוי חשמלי טרנסגולגולתי (tTIS) על המתחם ההיפוקמפוס-אנטורינאלי (HC-EC) ואת הקשר שלו עם ביצועי ניווט מרחבי אצל מתנדבים בריאים.

רֶקַע

ליקויים קוגניטיביים בניווט ובזיכרון מרחבי רווחים בקרב האוכלוסייה המזדקנת ואנשים עם מחלות ניווניות, המשפיעות באופן משמעותי על חיי היומיום והעצמאות.

הבנת רשתות המוח הבסיסיות היא חיונית לפיתוח אסטרטגיות טיפול חדשניות. מחקר זיהה את האונה הטמפורלית המדיאלית, במיוחד ה-HC-EC, כחיונית לקוגניציה מרחבית באמצעות תפקידם של תאי מקום ורשת.

עם זאת, נותרו אתגרים בתרגום ממצאי בעלי חיים לבני אדם עקב מגבלות רישום פולשניות. לכן, מחקר נוסף חיוני כדי להבהיר את התפקידים הסיבתיים של HC-EC ופעילות דמוית תא רשת בקוגניציה מרחבית אנושית וכיצד הגיל או התנאים הנוירולוגיים משפיעים על תפקודים אלה.

לגבי המחקר

שלושים משתתפים צעירים ובריאים (16 נשים, גיל ממוצע 23.63 ± 4.07 שנים) גויסו למחקר זה. כל המשתתפים היו ימניים, תמימים למטרת המחקר, וסיפקו הסכמה מדעת בהתאם להצהרת הלסינקי.

tTIS ניתנה באמצעות זרמים בעוצמה נמוכה שהועברו דרך שני מקורות זרם קבוע. מונטאז' האלקטרודה כיוון להיפוקמפוס הנכון, מאומת באמצעות מודלים חישוביים ומדידות גופות אנושיות.

המשתתפים עברו שלושה פרוטוקולי גירוי שונים: גירוי תטא-פרץ לסירוגין (iTBS), גירוי תטא-פרץ מתמשך (cTBS), או מצב בקרה.

משימת הניווט המרחבית השתמשה בהדמיית תהודה מגנטית (MRI), התואמת למציאות מדומה (VR) והותאמה ממחקר קודם. המשתתפים ניווטו בזירה מעגלית עם ציוני דרך מרוחקים בלבד עבור רמזים להתמצאות תוך קבלת גירוי.

המשימה כללה שלב קידוד, שבו המשתתפים שיננו מיקומי אובייקטים, ולאחר מכן ניסיונות שליפה. כל משתתף השלים שישה בלוקים של המשימה, עם תנאי גירוי שהוחלו בסדר פסאודו אקראי.

נתוני MRI נאספו באמצעות סורק MRI 3T, לכידת תמונות מבניות ותפקודיות כאחד. עיבוד מקדים של נתוני ה-MRI הפונקציונליים (fMRI) נערך באמצעות מיפוי פרמטרי סטטיסטי 12 (SPM12), וניתוח העריך שינויים בתגובות המוח לפרוטוקולי גירוי שונים, תוך שימוש בשיטות סטטיסטיות שונות לפירוש נתונים התנהגותיים ועצביים.

תוצאות המחקר

המשתתפים השלימו שישה בלוקים של משימת ניווט מרחבי VR תוך כדי tTIS עם אחד משלושה תנאים: iTBS, cTBS או תנאי בקרה, מיושם בסדר פסאודו אקראי.

כל בלוק התחיל בשלב קידוד של 2.5 דקות, שבו המשתתפים שיננו את המיקומים של שלושה אובייקטים בתוך הזירה הוירטואלית. לאחר מכן, שלב שליפה שבו המשתתפים זכרו את מיקומי האובייקטים בזה אחר זה, מה שהוביל לניסויים חוזרים ונשנים על פני משך כולל של תשע דקות לכל בלוק.

ניתוחים סטטיסטיים הצביעו על הבדל משמעותי בזמני השליפה על פני תנאי גירוי, כאשר המשתתפים בקבוצת iTBS הפגינו זמני ניסוי קצרים במיוחד בהשוואה לאלו בקבוצת cTBS.

זה מרמז על יעילות מוגברת בזמן הניווט. הניתוח גם גילה שהמשתתפים עזבו מוקדם יותר כשהם עברו iTBS מאשר בתנאי cTBS ובקרה, מה שתמך בתפיסה שזמני יציאה מהירים יותר תרמו למשכי אחזור קצרים יותר.

עם זאת, לא היה הבדל משמעותי במרחק הניווט או בזמן הכולל בניווט, מה שמצביע על כך שהביצועים המשופרים במצב iTBS לא היו תוצאה של אימפולסיביות מוגברת או פשרה בין מהירות לדיוק.

ניתוחים שלאחר מכן של פעילות המוח גילו ש-tTIS המכוון ל-HC-EC הנכון השפיע על ייצוגים דמויי תאים hexadirectional grid (GCLR). במהלך תנאי הבקרה, ה-GCLR היה גדול מאפס באופן משמעותי, דבר המאשר את השילוב של קידוד משושה במהלך המשימה.

לעומת זאת, הן iTBS והן cTBS הפחיתו משמעותית את סדרי ה-GCLR בהשוואה לביקורת. הפחתות ב-GCLR הצביעו על שינויים בפעילות דמוית תאי רשת עקב פרוטוקולי הגירוי.

יתר על כן, ניתוח של פעילות תלוית רמת חמצן בדם (BOLD) בתוך ההיפוקמפוס הימני והקורטקס האנטורינאלי העלה כי שינויים בפעילות העצבית מתואמים עם ביצועים התנהגותיים.

הבדלים משמעותיים בהפעלת ההיפוקמפוס נצפו במהלך תקופות Cue+Retrieval, בהתאמה לזמני היציאה המהירים יותר שצוינו במהלך מצב iTBS. ממצאים אלה מרמזים ששליפה מהירה יותר של מיקומי אובייקט קשורה לפעילות מוגברת של ההיפוקמפוס הימני, מה שמדגיש את התפקיד הקריטי של אזור זה בניווט מרחבי.

לבסוף, תנאי הבקרה הוערכו כדי להבטיח שאין השפעות דיפרנציאליות על התנהגות. השוואות בין משתתפים שקיבלו שליטה בתדירות גבוהה (HF) לבין אלו שקיבלו גירוי מדומה לא הצביעו על הבדלים התנהגותיים משמעותיים, שתמכו בתוקף של שילוב קבוצות הביקורת הללו בניתוח.

מסקנות

לסיכום, הממצאים הראו ש-iTBS הביא לזמני יציאה מהירים יותר בהשוואה ל-cTBS מבלי להשפיע על הדיוק. למרות ששני תנאי הגירוי הפחיתו את ה-GCLR האנטוריני, שינויים אלה לא הסבירו במלואם את השינויים בהתנהגות הניווט.

פעילות מוגברת של ההיפוקמפוס הימני קשורה לשיפור ביצועי הניווט במהלך שלב Cue+Retrieval, מה שמצביע על כך ש-tTIS יכול לווסת ביעילות את מנגנוני הניווט המרחבי.