Mejoras disociables y duraderas en la memoria de trabajo y la memoria a largo plazo en adultos mayores con neuromodulación repetitiva, Parte 1

El desarrollo de tecnologías para proteger o mejorar la memoria en las personas mayores es un objetivo duradero de la medicina traslacional.

A medida que aumenta la edad, la memoria de las personas mayores disminuye gradualmente, lo que también es una de las manifestaciones de la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, las investigaciones científicas modernas muestran que la memoria de las personas mayores se puede entrenar y mejorar mediante algunos métodos, consiguiendo así resultados bastante buenos.

En primer lugar, las personas mayores deben mantener una actitud positiva y mantenerse saludables. Esto se debe a que las condiciones físicas y mentales tienen un gran impacto en la memoria. Si las personas mayores siempre se quejan de su mala memoria, esta mentalidad negativa hará que su memoria caiga en picado. Por lo tanto, debemos ajustar nuestra mentalidad a tiempo, relajarnos y ser felices y mantener nuestro cuerpo sano y activo.

Además, unos buenos hábitos de vida también son de gran ayuda para mejorar la memoria. Dormir lo suficiente, comer bien, ser moderadamente activo y descansar lo suficiente son todos beneficios. Estos hábitos pueden permitir que nuestro cuerpo descanse lo suficiente y mantenga una fuerza física razonable, asegurando así el uso eficaz de la memoria.

Además, las personas mayores pueden mejorar su memoria mediante algunos métodos de entrenamiento de la memoria. Estos métodos incluyen solidificar recuerdos, crear asociaciones y fortalecer los vínculos de la memoria, todo lo cual mejora la memoria mediante el uso continuo de los recuerdos. Por ejemplo, practicar la memoria y las habilidades de exploración de la memoria, como las tarjetas de memoria y los palacios de la memoria, y hacer algunos ejercicios de memoria todos los días puede ayudar a mejorar la memoria.

En resumen, las personas mayores pueden mantenerse activas y mejorar su memoria mediante buenos hábitos de vida y entrenamiento de la memoria. Mientras las personas mayores tengan confianza y sigan trabajando duro, seguramente podrán seguir manteniendo una buena memoria y disfrutar plenamente de una vida de alta calidad. Se puede ver que necesitamos mejorar la memoria, y Cistanche deserticola puede mejorar significativamente la memoria porque Cistanche deserticola es un material medicinal tradicional chino que tiene muchos efectos únicos, uno de los cuales es mejorar la memoria. La eficacia de la carne picada proviene de los diversos ingredientes activos que contiene, incluidos ácidos, polisacáridos, flavonoides, etc. Estos ingredientes pueden promover la salud del cerebro de varias maneras.

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Aquí describimos protocolos repetitivos (4-días) de estimulación transcraneal de corriente alterna (tACS) para la mejora selectiva y sostenible de la memoria de trabajo auditiva-verbal y la memoria a largo plazo en personas de 65 a 88-años.

La modulación de la actividad sincrónica de baja frecuencia, pero no de alta frecuencia, en la corteza parietal mejoró preferentemente la memoria de trabajo los días 3 y 4 y 1 mes después de la intervención, mientras que la modulación de la actividad sincrónica de alta frecuencia, pero no de baja frecuencia, en la corteza parietal. La corteza prefrontal mejoró preferentemente la memoria a largo plazo en los días 2 a 4 y 1 mes después de la intervención.

La tasa de mejoras de la memoria durante 4 días predijo el tamaño de los beneficios de la memoria un mes después.

Las personas con una función cognitiva inicial más baja experimentaron mejoras de memoria más grandes y duraderas. Nuestros hallazgos demuestran que la plasticidad del cerebro que envejece puede explotarse de forma selectiva y sostenible mediante una neuromodulación repetitiva y altamente focalizada basada en parámetros espacioespectrales de los circuitos corticales específicos de la memoria.

El mundo se enfrenta a muchos desafíos debido al rápido envejecimiento de la población mundial. El cambio en la edad demográfica está asociado con considerables costos personales, sociales, sanitarios y económicos1.

Un factor crítico que contribuye a los costos inducidos por el envejecimiento es el deterioro de los sistemas básicos de memoria esenciales para las actividades de la vida diaria, como la toma de decisiones financieras o la comprensión del lenguaje2. Los informes emergentes sugieren una mayor probabilidad de tales deterioros debido a la actual pandemia de enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19)3.

Además, existe una variabilidad considerable en el deterioro de la memoria entre los individuos durante el envejecimiento4, y un deterioro acelerado puede predecir la posterior enfermedad de Alzheimer y otras demencias5.

Los avances sustanciales en neurociencia han identificado los circuitos y redes cerebrales que sustentan las capacidades de la memoria, y los estudios han sugerido que la actividad rítmica de los circuitos cognitivos puede ser importante para la coordinación del procesamiento de la información.

Lo que se necesita ahora son tecnologías para aislar y aumentar de forma no invasiva la actividad rítmica de los circuitos neuronales, inspiradas en modelos de envejecimiento saludable, para determinar si es posible proteger o incluso mejorar la función de la memoria de los adultos mayores de una manera rápida y sostenible6,7.

Un desafío para mejorar la función de la memoria en los adultos mayores es que la función de la memoria puede no ser instanciada por un solo mecanismo cognitivo. Investigaciones anteriores han caracterizado un almacén de memoria de trabajo (WM) de capacidad limitada para el mantenimiento breve de la información y un almacén de memoria a largo plazo (LTM) ilimitado para el mantenimiento sostenido de la información.

Dentro de este marco de almacenamiento dual, investigaciones anteriores han identificado déficits concurrentes9 y déficits selectivos10 en la función WM y LTM con el envejecimiento, utilizando el paradigma clásico de recuerdo libre inmediato, asociando estos almacenes con los efectos canónicos de actualidad y primacía, respectivamente11.

La investigación neuropsicológica ha aludido durante mucho tiempo a distintos sustratos anatómicos y funcionales de los efectos de primacía y recencia y a los correspondientes almacenes de WM y LTM11-13.

Se han sugerido contribuciones diferenciales de la corteza prefrontal dorsolateral (DLPFC) y del lóbulo parietal inferior (IPL)14. Sin embargo, no se sabe si distintos mecanismos rítmicos en estas regiones sirven a distintos procesos de memoria durante el recuerdo libre.

Si se pueden identificar mecanismos rítmicos únicos en regiones cerebrales espacialmente distintas, entonces estos ritmos cerebrales se pueden manipular de forma independiente y no invasiva utilizando técnicas como la estimulación transcraneal de corriente alterna de alta definición (HD-tACS) para mejorar selectivamente la función de la memoria en adultos mayores.

Se cree que la actividad rítmica en los rangos de frecuencia theta y gamma contribuye a las funciones WM15 y LTM16, particularmente durante la recuperación libre17. Sin embargo, intentos anteriores de modular estos ritmos para mejorar la memoria han arrojado resultados inconsistentes.

Aunque hay algunas sugerencias de mejoras en la WM con la modulación de los ritmos theta parietales18, el cambio de los ritmos theta en las regiones frontales7,19 y los ritmos gamma en las regiones parietales20 y frontal21 han arrojado resultados contradictorios.

De manera similar, aunque la tACS gamma frontal ha sugerido previamente mejoras en LTM22,23, otras combinaciones espacioespectrales, como la modulación theta frontal24,25 y theta parietal26, han mostrado efectos variables.

Además, aunque la modulación de los ritmos gamma en la corteza parietal medial ha mostrado algunos beneficios para LTM27, la evidencia causal de la participación de estos ritmos en las cortezas parietales laterales es escasa.

Además, gran parte de esta evidencia proviene de estudios en adultos jóvenes, que utilizan paradigmas dirigidos a la memoria visuoespacial y utilizan tACS convencional, que tiene una resolución espacial y un compromiso objetivo peores que técnicas como HD-tACS guiadas por modelos de flujo de corriente28.

Por lo tanto, se desconocen qué combinaciones específicas de ubicación y frecuencia de la neuromodulación son efectivas para mejorar selectivamente la función WM y LTM, particularmente en adultos mayores.

Con base en el equilibrio de la evidencia, probamos la hipótesis de que la modulación de los ritmos theta en el IPL mejoraría la función auditivo-verbal de la WM (efecto de recencia), mientras que la modulación de los ritmos gamma en el DLPFC mejoraría la función auditivo-verbal de la MLT (efecto de primacía) en adultos mayores. (Experimento 1).

Para modular estos ritmos, aplicamos tACS con configuraciones óptimas de fuente-sumidero de nueve electrodos de anillo de 12- mm (8 × 1 tACS) guiados por modelos de flujo de corriente para mejorar la facilidad del flujo de corriente28.

Además, buscamos inducir efectos duraderos mediante la realización de neuromodulación repetitiva durante varios días y probamos el rendimiento de la memoria hasta 1 mes después de la intervención. Además, examinamos el efecto de las diferencias interindividuales4 y probamos si las personas mayores con un rendimiento cognitivo general más bajo se beneficiarían más de la neuromodulación.

Para confirmar la especificidad de ubicación y la especificidad de frecuencia de nuestras hipótesis y abordar los hallazgos contradictorios en el campo, realizamos un segundo experimento (Experimento 2) en el que cambiamos las frecuencias de arrastre en las dos regiones para examinar el efecto del arrastre gamma en el IPL y el arrastre theta. en la función de memoria DLPFC.

Para probar explícitamente la replicabilidad de los hallazgos principales, realizamos un tercer experimento (Experimento 3), similar al Experimento 1, examinando el efecto de la modulación gamma en el DLPFC y la modulación theta en el IPL en una muestra independiente de participantes.

A lo largo de estos tres experimentos, buscamos evidencia de una doble disociación en los dos almacenes de memoria de acuerdo con las distintas características espacioespectrales de sus sustratos anatómicos y funcionales subyacentes y, en consecuencia, de mejoras selectivas y duraderas en la función de la memoria en adultos mayores.

Resultados

Realizamos un estudio aleatorio, doble ciego, que consistió en dos experimentos controlados de forma simulada para apuntar a la función de la memoria en adultos mayores y un experimento adicional para probar la replicabilidad de los hallazgos principales. En el Experimento 1, 60 participantes (Tabla 1) fueron asignados al azar a tres grupos (simulado, DLPFC gamma e IPL theta; Fig. 1).

Utilizamos un protocolo de neuromodulación repetitivo en el que cada participante recibió 8 × 1 tACS según su grupo asignado durante 20 minutos cada día durante cuatro días consecutivos. Se administró frecuencia gamma 8 × 1 tACS a 60 Hz, mientras que frecuencia theta 8 × 1 tACS se administró a 4 Hz. , tras estudios previos que sugerían mayores beneficios en estas frecuencias18,22. Cada día, los participantes realizaron cinco ejecuciones de la tarea de recuperación gratuita.

En cada ejecución, codificaron una lista de 20 palabras y se les pidió que recordaran inmediatamente las palabras al final de la presentación de la lista. La neuromodulación se realizó durante toda la codificación y recuperación de las cinco listas para aumentar la especificidad funcional29, y este procedimiento duró aproximadamente 20 minutos (Métodos).

Examinamos el rendimiento de la memoria en las cinco ejecuciones en función de la posición en serie de las palabras presentadas. Esto nos permitió aislar los cambios en LTM y WM, por separado, indexados por los efectos de la curva de posición serial de primacía y recencia según modelos de tienda dual11.

Además de estas evaluaciones en línea, evaluamos el rendimiento de la memoria fuera de línea, al inicio y 1 mes después de la intervención. También determinamos la función cognitiva general, cuantificada mediante la Evaluación Cognitiva de Montreal (MoCA)30, y los síntomas de depresión, evaluados mediante la Escala de Depresión Geriátrica (GDS)31, al inicio del estudio.

El Experimento 2 sirvió como control para probar la especificidad de frecuencia de los efectos en el Experimento 1. Aquí, cambiamos la frecuencia de neuromodulación entre las dos regiones de interés.

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