Melhorias dissociáveis ​​e duradouras na memória de trabalho e na memória de longo prazo em adultos mais velhos com neuromodulação repetitiva Parte 1

O desenvolvimento de tecnologias para proteger ou melhorar a memória dos idosos é um objetivo duradouro da medicina translacional.

À medida que a idade aumenta, a memória dos idosos diminui gradativamente, o que também é uma das manifestações da doença de Alzheimer. No entanto, a investigação científica moderna mostra que a memória dos idosos pode ser treinada e melhorada através de alguns métodos, conseguindo assim resultados bastante bons.

Primeiro, os idosos devem manter uma atitude positiva e permanecer saudáveis. Isso ocorre porque as condições mentais e físicas têm um grande impacto na memória. Se os idosos sempre reclamarem da falta de memória, essa mentalidade negativa fará com que sua memória despenque. Portanto, devemos ajustar a nossa mentalidade a tempo, ficar relaxados e felizes e manter o nosso corpo saudável e ativo.

Além disso, bons hábitos de vida também ajudam muito a melhorar a memória. Dormir o suficiente, comer bem, ser moderadamente ativo e descansar o suficiente são benéficos. Esses hábitos podem permitir que nosso corpo descanse adequadamente e mantenha uma força física razoável, garantindo assim o uso eficaz da memória.

Além disso, os idosos podem melhorar a memória através de alguns métodos de treinamento de memória. Esses métodos incluem solidificar memórias, criar associações e fortalecer vínculos de memória, todos os quais melhoram a memória por meio do uso contínuo de memórias. Por exemplo, praticar a memória e habilidades de exploração da memória, como cartões de memória e palácios de memória, e fazer alguns exercícios de memória todos os dias pode ajudar a melhorar a memória.

Em suma, os idosos podem manter-se activos e melhorar a sua memória através de bons hábitos de vida e treino da memória. Enquanto os idosos tiverem confiança e continuarem a trabalhar arduamente, certamente serão capazes de continuar a manter uma boa memória e desfrutar plenamente de uma vida de alta qualidade. Percebe-se que precisamos melhorar a memória, e a Cistanche deserticola pode melhorar significativamente a memória porque a Cistanche deserticola é um material medicinal tradicional chinês que tem muitos efeitos únicos, um dos quais é melhorar a memória. A eficácia da carne picada vem dos vários ingredientes ativos que contém, incluindo ácidos, polissacarídeos, flavonóides, etc. Esses ingredientes podem promover a saúde do cérebro de várias maneiras.

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Aqui descrevemos protocolos de estimulação transcraniana por corrente alternada (tACS) repetitivos (4-dias) para o aprimoramento seletivo e sustentável da memória de trabalho auditivo-verbal e da memória de longo prazo em pessoas de 65 a 88-anos de idade.

A modulação da atividade síncrona de baixa frequência, mas não de alta frequência, no córtex parietal melhorou preferencialmente a memória de trabalho no dia 3 e no dia 4 e 1 mês após a intervenção, enquanto a modulação da atividade síncrona de alta frequência, mas não de baixa frequência, no o córtex pré-frontal melhorou preferencialmente a memória de longo prazo nos dias 2–4 e 1 mês após a intervenção.

A taxa de melhorias de memória ao longo de 4 dias previu o tamanho dos benefícios de memória 1 mês depois.

Indivíduos com função cognitiva basal mais baixa experimentaram melhorias de memória maiores e mais duradouras. Nossas descobertas demonstram que a plasticidade do cérebro envelhecido pode ser explorada de forma seletiva e sustentável usando neuromodulação repetitiva e altamente focalizada, baseada em parâmetros espaçoespectrais de circuitos corticais específicos da memória.

O mundo enfrenta muitos desafios devido ao rápido envelhecimento da população global. A mudança na demografia etária está associada a custos pessoais, sociais, de saúde e económicos consideráveis1.

Um fator crítico que contribui para os custos induzidos pelo envelhecimento é o comprometimento dos sistemas básicos de memória, essenciais para as atividades da vida diária, como a tomada de decisões financeiras ou a compreensão da linguagem2. Relatórios emergentes sugerem uma maior probabilidade de tais deficiências devido à pandemia em curso da Doença do Coronavírus 2019 (COVID-19)3.

Além disso, existe uma variabilidade considerável no declínio da memória entre os indivíduos durante o envelhecimento4, com o declínio acelerado potencialmente prevendo a doença de Alzheimer subsequente e outras demências5.

Progressos substanciais na neurociência identificaram os circuitos e redes cerebrais que sustentam as capacidades de memória, e estudos sugeriram que a actividade rítmica dos circuitos cognitivos pode ser importante para a coordenação do processamento de informação.

O que é necessário agora são tecnologias para isolar e aumentar de forma não invasiva a atividade rítmica dos circuitos neurais, inspiradas em modelos de envelhecimento saudável, para determinar se é possível proteger ou mesmo melhorar a função da memória em adultos mais velhos de uma forma rápida e sustentável6,7.

Um desafio na melhoria da função da memória em adultos mais velhos é que a função da memória pode não ser instanciada por um único mecanismo cognitivo. Pesquisas anteriores caracterizaram um armazenamento de memória de trabalho (WM) com capacidade limitada para manutenção breve de informações e um armazenamento ilimitado de memória de longo prazo (LTM) para manutenção sustentada de informações.

Dentro dessa estrutura de armazenamento duplo, pesquisas anteriores identificaram déficits simultâneos9 e déficits seletivos10 na função WM e LTM com o envelhecimento, usando o paradigma clássico de recordação livre imediata, associando esses armazenamentos aos efeitos canônicos de recência e primazia, respectivamente11.

A pesquisa neuropsicológica há muito alude a substratos anatômicos e funcionais distintos de efeitos de primazia e recência e aos estoques correspondentes de WM e LTM .

Contribuições diferenciais do córtex pré-frontal dorsolateral (DLPFC) e do lóbulo parietal inferior (IPL) têm sido sugeridas14. No entanto, não se sabe se mecanismos rítmicos distintos nessas regiões auxiliam em processos de memória distintos durante a recordação livre.

Se mecanismos rítmicos únicos em regiões cerebrais espacialmente distintas puderem ser identificados, então esses ritmos cerebrais podem ser manipulados de forma independente e não invasiva usando técnicas como estimulação transcraniana por corrente alternada de alta definição (HD-tACS) para melhorar seletivamente a função de memória em adultos mais velhos.

Acredita-se que a atividade rítmica nas faixas de frequência teta e gama contribua para as funções WM15 e LTM16, particularmente durante a evocação livre . No entanto, tentativas anteriores de modular estes ritmos para melhorar a memória produziram resultados inconsistentes.

Embora existam algumas sugestões de melhorias na MO com modulação dos ritmos teta parietais18, a mudança dos ritmos teta nas regiões frontais7,19 e dos ritmos gama nas regiões parietal20 e frontal21 produziram resultados contraditórios.

Da mesma forma, embora o tACS gama frontal tenha sugerido anteriormente melhorias no LTM22,23, outras combinações espaçoespectrais, como a modulação teta24,25 frontal e teta26 parietal, mostraram efeitos variáveis.

Além disso, embora a modulação dos ritmos gama no córtex parietal medial tenha mostrado alguns benefícios para o LTM27, a evidência causal do envolvimento desses ritmos nos córtices parietais laterais é escassa.

Além disso, muitas dessas evidências vêm de estudos em adultos jovens, usando paradigmas direcionados à memória visuoespacial e usando tACS convencional, que tem pior resolução espacial e engajamento do alvo do que técnicas como HD-tACS guiadas por modelos de fluxo atuais28.

Assim, não se sabe quais combinações específicas de localização e frequência da neuromodulação são eficazes para melhorar seletivamente a função da MW e da LTM, particularmente em adultos mais velhos.

Com base no equilíbrio das evidências, testamos as hipóteses de que a modulação dos ritmos teta no IPL melhoraria a função auditivo-verbal da WM (efeito de recência), enquanto a modulação dos ritmos gama no DLPFC melhoraria a função auditivo-verbal do LTM (efeito de primazia) em idosos. (Experimento 1).

Para modular esses ritmos, aplicamos tACS com configurações fonte-dissipador ideais de nove eletrodos de anel de 12- mm (8 × 1 tACS) guiados por modelos de fluxo de corrente para melhorar a facilidade do fluxo de corrente .

Além disso, procuramos induzir efeitos duradouros realizando neuromodulação repetitiva durante vários dias e testamos o desempenho da memória até 1 mês após a intervenção. Além disso, examinamos o efeito das diferenças interindividuais4 e testamos se indivíduos mais velhos com menor desempenho cognitivo geral se beneficiariam mais com a neuromodulação.

Para confirmar a especificidade de localização e a especificidade de frequência de nossas hipóteses e abordar as descobertas conflitantes no campo, realizamos um segundo experimento (Experimento 2) no qual trocamos as frequências de arrastamento nas duas regiões para examinar o efeito do arrastamento gama no IPL e no arrastamento teta. na função DLPFC onmemory.

Para testar explicitamente a replicabilidade dos resultados principais, realizamos um terceiro experimento (Experimento 3), semelhante ao Experimento 1, examinando o efeito da modulação gama no DLPFC e da modulação teta no IPL em uma amostra independente de participantes.

Através destes três experimentos, buscamos evidências de uma dissociação dupla nos dois armazenamentos de memória de acordo com as características espaço-espectrais distintas de seus substratos anatômicos e funcionais subjacentes e, consequentemente, de melhorias seletivas e duradouras na função da memória em adultos mais velhos.

Resultados

Conduzimos um estudo duplo-cego randomizado que consiste em dois experimentos controlados por simulação para atingir a função da memória em adultos mais velhos e um experimento adicional para testar a replicabilidade dos principais achados. No Experimento 1, 60 participantes (Tabela 1) foram randomizados em três grupos (sham, DLPFC gama e IPL theta; Fig. 1).

Usamos um protocolo de neuromodulação repetitivo no qual cada participante recebeu 8×1 tACS de acordo com seu grupo designado por 20 minutos todos os dias em quatro dias consecutivos. A frequência gama 8×1 tACS foi administrada a 60Hz, enquanto a frequência teta 8×1 tACS foi administrada a 4Hz. , seguindo estudos anteriores que sugeriram benefícios mais fortes nessas frequências18,22. Em cada dia, os participantes realizaram cinco execuções da tarefa de recordação livre.

Em cada execução, eles codificaram uma lista de 20 palavras e foram solicitados a lembrar imediatamente as palavras no final da apresentação da lista. A neuromodulação foi realizada durante toda a codificação e recuperação de todas as cinco listas para aumentar a especificidade funcional29, e esse procedimento levou aproximadamente 20 minutos (Métodos).

Examinamos o desempenho da memória nas cinco execuções em função da posição serial das palavras apresentadas. Isso nos permitiu isolar as mudanças no LTM e WM, separadamente, indexadas pelos efeitos da curva de posição serial de primazia e recência de acordo com modelos de lojas duplas11.

Além dessas avaliações on-line, avaliamos o desempenho da memória off-line, no início do estudo e 1 mês após a intervenção. Também determinamos a função cognitiva geral, quantificada pela Avaliação Cognitiva de Montreal (MoCA)30, e os sintomas de depressão, avaliados pela Escala de Depressão Geriátrica (GDS)31, no início do estudo.

O Experimento 2 serviu como controle para testar a especificidade de frequência dos efeitos no Experimento 1. Aqui, trocamos a frequência de neuromodulação entre as duas regiões de interesse.

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