Efectos de la estimulación transcraneal de corriente directa combinada con la escucha de música preferida en la memoria de adultos mayores, parte 1

Se ha sugerido que escuchar música autobiográficamente destacada (es decir, música que evoca recuerdos personales del pasado) y la estimulación transcraneal de corriente continua (tDCS) mejoran temporalmente el desempeño posterior de los adultos mayores en tareas de memoria. Una investigación limitada ha investigado los efectos de combinar tDCS y escuchar música juntos en la cognición.

En los últimos años, con el continuo desarrollo del campo de la neurociencia, la gente ha comenzado a tener un gran interés en la relación entre la estimulación transcraneal de corriente continua y la memoria. La estimulación transcraneal con corriente continua es una técnica que mejora la función cerebral mediante la aplicación de una corriente eléctrica débil a través del cuero cabelludo para activar las neuronas del cerebro. Entonces, ¿puede esta técnica mejorar la memoria?

Varios estudios han demostrado que la estimulación transcraneal con corriente continua puede mejorar la memoria de las personas. Después de muchos experimentos, los científicos descubrieron que la estimulación transcraneal de corriente continua puede mejorar la memoria a corto y largo plazo de las personas. Especialmente cuando se aprenden nuevos conocimientos o se memorizan cosas nuevas, el efecto de la estimulación transcraneal de corriente continua es más obvio.

Además, la estimulación transcraneal con corriente continua también tiene un buen efecto en la mejora de la memoria de las personas mayores. Puede ayudar a las personas mayores a memorizar nuevos conocimientos más rápido y aliviar el problema de la pérdida de memoria causada por el envejecimiento en las personas mayores. Esto aporta una gran comodidad al estudio y la vida de las personas mayores.

Sin embargo, cabe señalar que la estimulación transcraneal con corriente continua no es una panacea y su efecto se verá afectado por muchos otros factores, como la intensidad y el tiempo de la corriente de estimulación. Por lo tanto, debe realizarse bajo la guía de profesionales para garantizar la seguridad y eficacia.

Hoy, con el desarrollo continuo de la ciencia y la tecnología, también deberíamos adoptar activamente estas nuevas tecnologías y atrevernos a probar métodos innovadores para mejorar nuestro aprendizaje y eficiencia laboral. La estimulación transcraneal de corriente continua es sin duda una tecnología muy eficaz y su aplicación promoverá en gran medida el desarrollo de la función cognitiva humana. Se puede ver que necesitamos mejorar nuestra memoria. Cistanche puede mejorar significativamente nuestra memoria porque Cistanche es un material medicinal tradicional chino con muchos efectos únicos, uno de los cuales es mejorar la memoria. La eficacia de la carne picada proviene de varios ingredientes activos, incluidos ácido carboxílico, polisacáridos, flavonoides, etc. Estos ingredientes pueden promover la salud del cerebro a través de varios canales.

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El presente estudio examinó si la estimulación anódica de tDCS sobre la corteza prefrontal dorsolateral izquierda (2 mA, 20 min) con la escucha simultánea de música autobiográficamente destacada amplificaba los cambios posteriores en la memoria de trabajo y la memoria de reconocimiento en adultos mayores que la tDCS o la escucha de música sola. En un estudio cruzado, aleatorizado y controlado de forma simulada, 14 adultos mayores sanos (64 a 81 años) participaron en tres condiciones de neuroestimulación: tDCS con escucha de música (tDCS+Música), tDCS en silencio (solo tDCS) o tDCS simulada con música. escuchando (Sham+Music), cada uno separado por al menos una semana.

La memoria de trabajo se evaluó antes y después de la estimulación mediante una tarea de intervalo de dígitos, y la memoria de reconocimiento se evaluó después de la estimulación mediante una tarea de reconocimiento de palabras auditivas (WRT) durante la cual se registró la electroencefalografía (EEG). El rendimiento en el intervalo de dígitos hacia atrás mostró una mejora en tDCS+Music, pero no en condiciones de solo tDCS o Sham+Music.

Aunque no se observaron diferencias en el desempeño conductual en el WRT auditivo, se observaron cambios en los correlatos neuronales subyacentes a la memoria de reconocimiento después de tDCS+Music en comparación con Sham+Music. Los hallazgos sugieren que escuchar música autobiográficamente destacada puede amplificar los efectos de la tDCS en la memoria de trabajo y resaltar la utilidad potencial de la neuroestimulación combinada con música personalizada para mejorar el rendimiento cognitivo en la población que envejece.
La investigación sobre la hipótesis de la excitación y el estado de ánimo ha sugerido que escuchar música agradable puede aumentar la excitación e inducir un efecto positivo, influyendo así en el rendimiento cognitivo posterior1,2.

En los adultos mayores, se demostraron beneficios después de escuchar música en varios dominios cognitivos, como la memoria autobiográfica3, la memoria de trabajo4, la fuerza semántica5, la memoria semántica6 y la memoria episódica7–9. Dadas las diferencias individuales en las preferencias y disgustos de escuchar música, la música autobiográficamente destacada puede ser de particular interés para obtener posteriormente beneficios cognitivos después de escuchar música. La música que evoca recuerdos autobiográficos o que tiene un significado personal sustancial para un individuo (es decir, música autobiográficamente destacada) puede ser especialmente poderosa para evocar fuertes efectos positivos y una mayor excitación10,11.

Para los adultos mayores, escuchar música autobiográficamente destacada aumenta los efectos positivos y evoca sentimientos de nostalgia y recuerdos significativos idiosincrásicos, que surgen de asociaciones emocionalmente destacadas formadas entre canciones y eventos particulares de sus años más jóvenes11-14.
Dado que el envejecimiento saludable se asocia con deterioros en dominios cognitivos como la memoria de trabajo y la memoria episódica15,16, escuchar música autobiográficamente destacada, según la hipótesis de la excitación y el estado de ánimo, puede tener el potencial de mejorar el rendimiento a corto plazo en estos dominios cognitivos. mejorando los efectos positivos y aumentando la excitación y el estado emocional.

De manera similar, la estimulación cerebral no invasiva ha demostrado potencial para mejorar temporalmente la memoria de trabajo y la memoria episódica17. Una de esas técnicas es la estimulación transcraneal con corriente continua (tDCS), que implica la aplicación de un flujo de corriente de baja intensidad a través de un electrodo positivo (ánodo) y un electrodo negativo (cátodo) colocados sobre el cuero cabelludo.

Se cree que la corriente de la tDCS anódica aumenta temporalmente la excitabilidad cortical en el sitio de estimulación objetivo al modular el potencial de membrana en reposo de las neuronas18,19. El aumento resultante en la excitabilidad cortical puede conducir a cambios de comportamiento a corto y largo plazo observados después de la estimulación y se cree que se atribuye a la potenciación a largo plazo y a la plasticidad cortical20. La corteza prefrontal dorsolateral izquierda (DLPFC) es un sitio de estimulación común para investigar la mejora en el rendimiento de las tareas de memoria de trabajo y memoria episódica. En adultos mayores sanos, varios estudios que utilizan tDCS han demostrado mejoras posteriores en la memoria de trabajo21,22 y la memoria episódica23–26 después de la administración de tDCS al DLPFC, incluso después de una única sesión de estimulación23,27,28.

Por ejemplo, la precisión de los adultos mayores en una tarea verbal n-back mejoró después de una única sesión de estimulación de 30-min de tDCS anódica de 2 mA sobre el DLPFC izquierdo en comparación con la estimulación simulada28. Sin embargo, el consenso sigue siendo mixto en cuanto a la confiabilidad de la tDCS por sí sola para mejorar la cognición en adultos mayores sanos, y algunos estudios no encontraron ningún efecto de la tDCS prefrontal sobre las capacidades cognitivas29–31.

Además, estos hallazgos mixtos también se entrelazan con estudios que utilizan diferentes parámetros, tareas y medidas de resultados durante o después de la estimulación, además de considerar la alta variabilidad en la respuesta de los individuos a la tDCS32. Un metanálisis 17 demostró beneficios cognitivos después de tDCS en adultos mayores sanos con un tamaño del efecto moderado (0.42), mientras que otro metanálisis concluyó que no hay evidencia de beneficios cognitivos en adultos sanos de 18 a 50 años de edad. siguiendo tDCS33.

Aunque la tDCS se ha mostrado prometedora para aliviar los deterioros cognitivos en poblaciones clínicas de adultos mayores, como aquellos con demencia17, está menos claro qué condiciones permiten que la tDCS demuestre de manera confiable una capacidad de respuesta máxima en la población que envejece sanamente30,32.

Como investigaciones anteriores han sugerido que la tDCS y la música autobiográficamente destacada pueden conferir beneficios de forma independiente en la memoria posterior en los adultos mayores, se puede esperar que las ganancias en la memoria se amplifiquen cuando se combinan.

Un estudio34 investigó los efectos de la tDCS anódica en el DLPFC sobre el control inhibitorio en adultos más jóvenes que usaban una tarea de señal de parada mientras escuchaban simultáneamente música de fondo en silencio, de bajo o alto ritmo, y encontraron que la música de fondo de alto ritmo interactuaba con los efectos de tDCS sobre la inhibición de la respuesta.

Otro estudio35 investigó los efectos de la tDCS cerebelosa seguida de escuchar música en una tarea de bisección de líneas en adultos más jóvenes, revelando que la combinación de estimulación catódica (inhibitoria) y escuchar música compensaba la pseudonegligencia en la atención visuoespacial. Hasta donde sabemos, ningún estudio ha examinado los cambios en el rendimiento de la memoria después de una tDCS anódica y escuchar música autobiográficamente destacada en adultos mayores.

El presente estudio tuvo como objetivo investigar si la tDCS anódica con escucha simultánea de música autobiográficamente destacada amplificaba el rendimiento de la memoria posterior de los adultos mayores que la tDCS en silencio o la escucha de música bajo estimulación simulada en dos dominios de la memoria: memoria de trabajo y memoria de reconocimiento.

Se aplicó tDCS anódica sobre el DLPFC izquierdo usando una intensidad de corriente de 2 mA y una duración de estimulación de 20 minutos según la literatura previa que demuestra mejoras en la memoria de trabajo y la memoria episódica después de estos parámetros de estimulación24,28,34.

La memoria de trabajo se midió antes y después de la estimulación mediante una tarea de intervalo de dígitos, y la memoria episódica se midió después de la estimulación mediante una tarea de reconocimiento auditivo de palabras (WRT) durante la cual se registró la actividad neuroeléctrica mediante electroencefalografía (EEG).

Esperábamos que los cambios en la memoria de trabajo y la memoria de reconocimiento se amplificaran cuando se administró tDCS simultáneamente a participantes que escuchaban música autobiográficamente destacada en relación con la estimulación simulada con escucha de música o la tDCS administrada en silencio.

Métodos

Participantes.

Los participantes fueron reclutados si tenían entre 60 y 85 años de edad, presentaban visión y audición normales o corregidas a normales, no tenían antecedentes de problemas de aprendizaje, accidente cerebrovascular, ataque isquémico transitorio, lesión cerebral traumática con pérdida del conocimiento superior a 5 minutos. , trastorno por abuso de sustancias, enfermedad neurodegenerativa, anomalías cerebrales, antecedentes de cirugía intracraneal, trastorno convulsivo o cualquier otro diagnóstico de trastorno neurológico o psiquiátrico importante.

Los criterios de exclusión también incluyeron el tratamiento concomitante con medicamentos ototóxicos, medicamentos que afectan las capacidades cognitivas, la presencia de dispositivos implantados o rastros de metal en el cuerpo. En este estudio participaron diecisiete adultos mayores.

Los datos se excluyeron del análisis de dos participantes debido al desgaste y de otro participante debido a una duración insuficiente del tiempo de estimulación en una condición debido a dificultades técnicas durante la tDCS. La muestra final estuvo compuesta por 14 adultos mayores (64 a 81 años y 11 mujeres, ver Tabla 1). Todos los participantes eran diestros y no tenían experiencia previa con tDCS ni con ninguna de las tareas experimentales.

Los individuos fueron reclutados a partir de la base de datos de participantes del Instituto de Investigación Rotman y a través de anuncios. El protocolo del estudio fue aprobado por la Junta de Ética en Investigación del Instituto de Investigación Rotman del Centro Baycrest. Todos los participantes fueron informados sobre los procedimientos y los posibles riesgos de tDCS y se obtuvo el consentimiento informado por escrito de todos los participantes.

Todos los métodos se realizaron según las directrices y regulaciones pertinentes, incluidos protocolos de seguridad basados ​​en directrices establecidas sobre la administración de tDCS36. Los participantes recibieron una compensación monetaria por su participación en el estudio.

Entrevista de escucha musical previa al experimento.

Antes de participar en el estudio, se preguntó a los participantes sobre sus preferencias de escucha musical y experiencias musicales pasadas para garantizar la prominencia autobiográfica de la música que se reproduciría durante el estudio. Durante la entrevista, se sondeó a los participantes para determinar sus géneros musicales preferidos y compartir sus canciones y artistas favoritos de su pasado y presente.

También se investigó a los participantes sobre sus preferencias de escucha musical a lo largo de cada década de su vida, desde la infancia y la adolescencia, así como sobre canciones específicas (tanto los nombres de las canciones como sus respectivos artistas) que tenían un significado idiosincrásico considerable o evocaban recuerdos personales del pasado (p. ej., canciones de boda, o canciones que les recordaron un viaje que hicieron, o las que compartieron con amigos cercanos).

Luego, los experimentadores utilizaron esta información para compilar una lista de reproducción personalizada de canciones para cada participante. La lista de reproducción se adquirió de manera que toda su duración, desde el principio hasta el final, durara aproximadamente el mismo período de tiempo de la fase de estimulación (21 min). Se priorizó la inclusión de canciones específicas que fueron investigadas durante la entrevista en cada lista de reproducción, y el tiempo restante asignado a la lista de reproducción incluía canciones que representaban a sus artistas musicales y géneros favoritos de su pasado.

Por lo tanto, cada lista de reproducción contenía música seleccionada por los participantes y música seleccionada por los experimentadores en función de las preferencias individuales de los participantes. Las listas de reproducción se seleccionaron en Spotify y se seleccionaron versiones grabadas de las canciones sobre versiones en vivo. Dentro y entre las listas de reproducción, las canciones incluidas variaron en el período y el género musical, abarcando música clásica, rock, jazz, folk, pop, country y películas. Las listas de reproducción incluían canciones tanto vocales como instrumentales, aunque la mayoría de las canciones dentro de la mayoría de las listas de reproducción eran vocales.

Diseño y procedimiento experimental.

Se utilizó un diseño contrapesado y cruzado (medidas repetidas) en el que todos los participantes se sometieron a tres sesiones de prueba, cada una con una condición de neuroestimulación diferente, y cada sesión se realizó con al menos una semana de diferencia para evitar efectos de arrastre37. En la condición de solo tDCS, los participantes recibieron tDCS anódico en silencio.

En la condición tDCS+Música, los participantes recibieron tDCS anódico mientras escuchaban simultáneamente música autobiográficamente destacada. En la condición Sham+Music, los participantes recibieron estimulación tDCS simulada mientras escuchaban simultáneamente música autobiográficamente destacada. El orden de las tres condiciones fue aleatorizado y contrapesado entre los participantes, y los participantes estaban cegados a las condiciones Sham+Music y tDCS+Music.

Para minimizar las influencias circadianas en el rendimiento, las tres sesiones de prueba para cada participante se programaron al mismo tiempo los días 38 y 39.

Durante la primera visita del estudio, todos los participantes completaron cuestionarios demográficos sobre salud y experiencias musicales, una breve evaluación auditiva que incluía audiogramas de tonos puros para frecuencias de octava de 250 a 8000 Hz y la prueba QuickSIN (Etymotic Research Inc, Elk Grove, IL, EE. UU.) para garantizar umbrales de audición y capacidades de escucha del habla en ambientes ruidosos normales para su edad.
Luego, los participantes completaron medidas de afecto emocional y memoria de trabajo autoinformados. Siguió la fase de estimulación, que involucra una de las condiciones de solo tDCS, tDCS + Música o Sham + Música. En las condiciones de escucha de música, cada canción de la lista de reproducción personalizada se reprodujo en su totalidad. El orden de las canciones fue aleatorio para la lista de reproducción de cada participante entre las sesiones tDCS+Music y Sham +Music.

Se reprodujo música con contenido autobiográfico a través de parlantes Soundbooth a un nivel de escucha individual cómodo que se mantuvo constante para las dos condiciones de escucha musical de cada participante.

Inmediatamente después de la tDCS, los participantes completaron otra medida de efecto emocional y memoria de trabajo. Después de estas medidas, los participantes completaron la WRT auditiva que medía la memoria de reconocimiento verbal mientras se registraba la actividad neuroeléctrica mediante EEG. Se asignó una ventana de tiempo de 15- minutos entre el final de la fase de estimulación y el inicio de la WRT auditiva para garantizar tiempo suficiente para la configuración del EEG. Las respuestas auditivas del tronco encefálico a los fonemas del habla se registraron después de la WRT, y esos datos se informarán en otro lugar.

Los participantes completaron las condiciones de estimulación restantes en visitas separadas con el mismo procedimiento pero sin las evaluaciones auditivas iniciales de la primera visita del estudio. Todas las sesiones de prueba se llevaron a cabo mientras el participante estaba sentado cómodamente en un sillón reclinable dentro de una cabina atenuada de sonido de doble pared con protección electromagnética.

La medida del efecto emocional.

Se utilizó el Programa de Afectos Positivos y Afectos Negativos40 (PANAS), un cuestionario de autoinforme, para medir los cambios en el afecto emocional antes y después de la tDCS. Los participantes debían calificar una lista de diez adjetivos de efecto positivo (p. ej., "emocionado", "entusiasta") y diez adjetivos de afecto negativo (p. ej., "avergonzado", "hostil") en una escala Likert de cinco puntos (de 1 que denota "en absoluto" a 5 que denota "extremadamente") según el grado en que el participante estaba experimentando la emoción dada en ese momento particular.

Medida de la memoria de trabajo.

Se utilizaron las subpruebas de avance y retroceso de dígitos de la Escala de memoria de Wechsler, tercera edición (WMS-III)41 para medir los cambios en la memoria de trabajo antes y después de la tDCS. En la subprueba de avance de dígitos, los participantes escucharon una cadena de dígitos pronunciada por un experimentador a una velocidad de 1 dígito por segundo y se les indicó que repitieran la cadena palabra por palabra.

En la subprueba hacia atrás, los participantes escucharon de manera similar una cadena de dígitos pronunciada por un experimentador, pero debían repetir la cadena en orden inverso. Para ambas subpruebas, las cadenas de dígitos aumentaron gradualmente en extensión hasta que el participante repitió incorrectamente dos cadenas de la misma longitud.
Las tareas de intervalo de dígitos se administraron y calificaron según las instrucciones del manual de administración de WMSIII: se otorgó una puntuación de 1 si los participantes podían informar cada cadena de dígitos palabra por palabra, y una puntuación de 0 si no podían. El intervalo de dígitos siempre se administró inmediatamente después de completar el PANAS en todas las condiciones de estimulación, y se leyeron los mismos dígitos en cada condición.

Estimulación transcraneal con corriente continua.

Se administró una corriente continua constante (2 mA, 20 min) mediante un estimulador de corriente constante accionado por batería de TCT Research (TCT Research Limited, Kowloon, Hong Kong) a través de electrodos de esponja sintética empapados en solución salina de 35 cm2. El ánodo se colocó sobre el DLPFC izquierdo, ubicado sobre la ubicación del electrodo F3 de acuerdo con el sistema internacional 10-20 de colocación de electrodos EEG.

La evidencia del uso de F3 para apuntar al DLPFC izquierdo está respaldada por modelos de intensidad y distribución del flujo actual42. El cátodo se colocó sobre la región supraorbitaria contralateral. La fase de estimulación duró 21 min. Al comienzo de la fase de estimulación, la corriente aumentó gradualmente en forma de rampa de 0 a 2 mA durante 60 s, permaneció constante durante 19 min y 50 s, luego disminuyó hasta 0 mA durante 10 s.

En la condición Sham+Music, la corriente también aumentó gradualmente a 2 mA durante un período de tiempo de 60 s, luego inmediatamente disminuyó a 0 mA durante un período de 10 s en el que se mantuvo en ese nivel de corriente durante 20 min hasta el final de la fase de estimulación.

Para garantizar que ningún participante experimentara efectos secundarios adversos, se administró un cuestionario posterior a la estimulación después de cada fase de estimulación compuesto por escalas Likert para una variedad de efectos secundarios, desde "0" como ausente hasta "4" como severo.

La medida de la memoria de reconocimiento.

Se utilizó el WRT auditivo para evaluar la memoria de reconocimiento verbal después de cada fase de estimulación. Los participantes escucharon un flujo continuo de palabras habladas todos los días (p. ej., "gafas", "bosques", "susurro") y se les pidió que evaluaran si cada palabra era antigua (es decir, si se había escuchado previamente en el contexto de la tarea el día de la tarea). su visita) o nueva (es decir, nunca escuchada en el contexto de la tarea el día de su visita).

Los participantes respondieron presionando la tecla numérica "1" en el teclado de una computadora con el dedo índice derecho para las palabras consideradas nuevas, y la tecla numérica "2" con el dedo medio derecho para las palabras consideradas antiguas. Se instruyó a los participantes para que respondieran con la mayor rapidez y precisión posible.

Dos hombres y dos mujeres hablantes nativos de inglés norteamericano registraron estímulos de trescientas palabras. Los estímulos se separaron aleatoriamente en listas de tres palabras de 100 palabras cada una utilizando el software MATLAB, una lista para cada uno de los tres bloques experimentales de ensayos. No se compartieron estímulos entre las listas de tres palabras. Treinta palabras de cada una de las tres 100-listas de palabras se asignaron aleatoriamente a la condición "antigua" y se distribuyeron en tres intervalos de repetición, con una sola repetición después de 1, 3 o 7 palabras intermedias después de su presentación inicial (R2 , R4 o R8, respectivamente).

Así, todo el conjunto de estímulos comprendía 210 palabras únicas: 30 palabras para cada uno de los tres retrasos de repetición (90 palabras únicas presentadas dos veces) y 120 palabras únicas presentadas sólo una vez. El orden de los tres bloques experimentales fue pseudocontrabalanceado para la visita de cada participante (es decir, el orden de la lista para la primera visita fue 1, 2, 3; la segunda visita, 2, 1, 3; la tercera visita, 3, 1, 2).

Los estímulos se presentaron binauralmente a través de auriculares de inserción Etymotic ER-3A (Etymotic Research, Elk Grove, IL, EE. UU.) a un nivel de presión sonora de 76 decibeles con ponderación A. El WRT consistió en 100 ensayos para cada uno de los tres bloques experimentales y duró aproximadamente 15 min. Cada prueba se presentó con una asincronía de inicio de estímulo de 3000 ms. El experimento se administró utilizando el software de presentación (Versión 16.3, Neurobehavioral Systems, Inc, Berkeley, CA). Los participantes no recibieron ninguna retroalimentación sobre su desempeño durante la tarea.

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