Revisión de última hora: oscilaciones neuronales y estimulación cerebral en la enfermedad de Alzheimer

Resumen

El envejecimiento se asocia con cambios en los procesos cognitivos y la neurofisiología cerebral. Aunque el síntoma principal del deterioro cognitivo leve amnésico (DCLa) son los problemas de memoria en comparación con personas de la misma edad y nivel educativo, los pacientes con enfermedad de Alzheimer (EA) también presentan otros deterioros cognitivos además de la disfunción de la memoria. La electroencefalografía en reposo (rsEEG) del envejecimiento fisiológico demuestra un aumento general de la potencia oscilatoria de baja frecuencia y una actividad de onda alfa reducida y ralentizada. Sin embargo, el rsEEG de la EA muestra principalmente un aumento de las oscilaciones lentas, una disminución de las oscilaciones rápidas y un deterioro de las conexiones funcionales cerebrales. Estudios recientes en roedores, los cambios relacionados con la edad y la EA en las oscilaciones cerebrales en reposo y los efectos neuroprotectores de las técnicas de estimulación cerebral mediante estimulación con bandas gamma también están presentes en humanos. En resumen, el estudio actual se centra en optimizar las firmas de rsEEG como predictores de conversión de pacientes con DCLA en pacientes con EA y en comprender los cambios neuronales después del tratamiento de estimulación cerebral. Este artículo revisa investigaciones recientes sobre los cambios en las oscilaciones del rsEEG en el envejecimiento fisiológico, el aMCI y la EA, así como diversos hallazgos sobre estimulación cerebral de estudios en humanos y no humanos.

1. Introducción

El deterioro cognitivo relacionado con la edad o deterioro cognitivo normal produce cambios en la estructura y función del cerebro que no son patológicos y ocurren en la edad normal. El deterioro cognitivo leve (DCL) se caracteriza por un deterioro cognitivo en comparación con personas normales de la misma edad, sexo y nivel educativo, pero no interfiere significativamente con las actividades de la vida diaria. Los estudios han demostrado que la prevalencia del deterioro cognitivo leve entre adultos mayores de 65 años oscila entre 3 y 19 años, y aproximadamente el 60% desarrolla demencia después de cinco años. La principal diferencia entre pacientes con DCL y sin DCL está en la memoria episódica (es decir, la capacidad de aprender y retener información nueva es casi idéntica).

La EA es un trastorno mental progresivo que representa entre el 60 y el 80% de los casos de demencia. Las características morfológicas de la EA incluyen el depósito extracelular de péptido beta amiloide (aβ), la formación de ovillos neurofibrilares (NFT) intracelulares de proteína tau hiperfosforilada, placas neurales y una gran cantidad de neuronas y pérdida de sinapsis en la corteza cerebral. Los estudios han demostrado que la medición de los niveles de Aβ, tau, αβ42 y tua en el líquido cefalorraquídeo (LCR) y la medición por resonancia magnética (MRI) del volumen de materia gris cerebral son biomarcadores importantes para el diagnóstico de EA.

El mejor correlato anatómico del deterioro cognitivo temprano en la EA es la disfunción sináptica. Entre los métodos existentes para explorar la fisiología del cerebro y el envejecimiento patológico, la electroencefalografía y la magnetoencefalografía pueden reflejar directamente la actividad eléctrica del cerebro a nivel sináptico. Existe evidencia de que la electroencefalografía/magnetoencefalografía en estado de reposo (rsEEG/MEG) puede servir eficazmente como un biomarcador predictivo no invasivo de la neurodegeneración y la transición de aMCI a AD. Este artículo revisa principalmente las últimas investigaciones sobre los cambios relacionados con la edad y la EA en las oscilaciones cerebrales en estado de reposo en humanos; estudios sobre los cambios en las oscilaciones cerebrales y el estado cognitivo en pacientes con EA después del tratamiento de estimulación cerebral y los cambios relacionados con la EA; modelos de roedores. Nuevos hallazgos sobre los cambios en la oscilación cerebral después de la estimulación con bandas gamma a largo plazo y proporcionan direcciones para futuras investigaciones experimentales y clínicas.

2. Oscilaciones cerebrales en estado de reposo

El estudio de las oscilaciones cerebrales como característica única de las grabaciones EEG/MEG juega un papel importante en la comprensión de la comunicación neuronal y la conectividad cortical. Las respuestas neuronales registradas por EEG/MEG y potenciales de campo locales (LFP) se pueden caracterizar en el dominio del tiempo para estudiar potenciales/campos relacionados con eventos, o en el dominio de tiempo-frecuencia para estudiar la actividad oscilatoria. Las investigaciones muestran que a medida que aumentan las demandas cognitivas (como atención, expectativas, aprendizaje y percepción), especialmente en la banda gamma (es decir, 30-70 Hz), la respuesta inducida mejora. La evidencia reciente sugiere que, aunque las respuestas evocadas e inducidas pueden reflejar diferentes procesos y mecanismos neuronales, puede existir el mismo mecanismo.

Las oscilaciones cerebrales regulan la sincronización de los picos neuronales a microescala y sincronizan la comunicación entre redes corticales distribuidas a macroescala.

Los ritmos de actividad neuronal observados en varias escalas temporales y espaciales se dividen tradicionalmente en: delta (1-4 Hz), theta (4-8 Hz), alfa (8-12 Hz), beta (15-30 Hz), gamma (30-90 Hz). y gamma alta (gt; 50Hz). Estas oscilaciones juegan un papel importante en la comunicación neuronal y en muchos procesos cognitivos (Figura 1). Sin embargo, muchos procesos cognitivos diferentes no pueden vincularse directamente con estas cinco oscilaciones cerebrales. El rsEEG con los ojos cerrados incluye actividad de ondas delta de baja frecuencia a gran escala en el área prefrontal, actividad de ondas theta mucho más pequeña en el área frontocentral, actividad alfa1 (7,5-9,5 Hz) en las áreas anterior y posterior, alfa2 (10-12 Hz) y actividad beta1 en la zona posterior (13-23Hz), y actividad de ondas beta2 de alta frecuencia (24-30Hz) y gamma en la zona frontal. Las investigaciones muestran que las oscilaciones EEG coherentes en dos regiones cerebrales distantes reflejan su cooperación funcional. Las oscilaciones de baja frecuencia revelan la actividad coordinada de redes neuronales a gran escala en regiones distales del cerebro, mientras que las oscilaciones de alta frecuencia reflejan la actividad de poblaciones neuronales locales en regiones corticales cercanas.

Un gran número de estudios han demostrado que existe una conexión funcional entre las oscilaciones EEG/MEG relacionadas con eventos y diversos procesos cognitivos. En los potenciales relacionados con eventos (ERP), las oscilaciones de la onda delta están asociadas con amplias regiones de la red neuronal (generalmente en la corteza frontal y cingulada) y pueden tener efectos inhibidores. Esta asociación refleja la cognición (por ejemplo, la atención) lograda al atender a un estímulo e inhibir otros. Las oscilaciones theta suelen estar relacionadas con la memoria y las funciones ejecutivas, principalmente en la corteza frontal, mientras que la modulación inhibidora de otras cortezas. Las oscilaciones alfa representan procesos de memoria y atención e inhiben funcionalmente áreas del cerebro irrelevantes para la tarea, transmitiendo información a áreas relacionadas con la tarea. El procesamiento activo en las áreas cerebrales involucradas también está relacionado con la sincronización neuronal en la banda gamma y la reducción en la banda alfa. Estos cambios rítmicos relacionados con el procesamiento de la información subyacente a la atención sugieren la existencia de interacciones de frecuencia cruzada entre las redes cerebrales entre la actividad gamma y alfa. Sin embargo, la regulación de las oscilaciones beta está relacionada en gran medida con las actividades relacionadas con el movimiento, incluida la observación, la imaginación y la ejecución del movimiento, así como con los procesos cognitivos relacionados con las interacciones sensoriomotoras. En resumen, las oscilaciones de baja frecuencia están asociadas con la inhibición funcional, mientras que las oscilaciones de ondas gamma más rápidas representan activación cortical.

Figura 1 Distribución de las oscilaciones cerebrales en el cerebro humano. En un cerebro sano, las oscilaciones se dividen en bandas de frecuencia específicas, incluidas delta, theta, alfa, beta y gamma, con diferentes funciones.

3. Oscilaciones cerebrales en reposo en el envejecimiento humano

Las redes cerebrales cambian dinámicamente en respuesta a diferentes entornos o estímulos externos, e indican el aprendizaje, la función cognitiva, el envejecimiento fisiológico y los efectos mentales de las enfermedades. El envejecimiento se caracteriza por cambios en la frecuencia, potencia, morfología y distribución de las ondas cerebrales en estado de reposo. El envejecimiento fisiológico muestra un aumento de la potencia en el rango de frecuencia delta y theta, una disminución significativa en la amplitud de la actividad alfa, una desaceleración de la actividad de fondo (oscilaciones alfa manifiestas) y un aumento en la complejidad de la sincronización dinámica de fase en la banda alfa. , especialmente en las regiones frontales del cerebro. Los aumentos en el poder theta relacionados con la edad se asocian con los niveles de tau total (t-tau) y tau fosforilada (p-tau) en el líquido cefalorraquídeo y con las proporciones p-tau/A42, particularmente en las regiones posteriores del cerebro. La potencia basal aumenta en la corteza motora con la edad debido a cambios en el equilibrio entre los circuitos excitadores-inhibidores y la neuroplasticidad relacionada con la edad en esta región del cerebro.

4. Oscilaciones cerebrales en reposo en pacientes con EA

Al analizar el EEG/MEG en reposo de pacientes con EA, se encontró que las oscilaciones rápidas (alfa, beta, gamma) se debilitaban y las lentas mejora de los ritmos (delta, theta) (Figura 2).

La Figura 2 muestra el análisis del espectro rsEEG de aMCI, AD y controles de la misma edad, incluidas las oscilaciones delta, theta, alfa, beta1 y beta2.

Varios sistemas de neurotransmisores contribuyen a la generación y sincronización de oscilaciones corticales. Por ejemplo, las neuronas GABAérgicas desempeñan un papel importante en la generación inicial de oscilaciones de alta frecuencia y su sincronización local (como los ritmos beta y gamma). Aunque los sistemas de neurotransmisores cerebrales desempeñan un papel importante en la sincronía neuronal y la etiología de la EA, sólo unos pocos estudios han explicado la conexión entre las oscilaciones neuronales, los neurotransmisores cerebrales y las capacidades cognitivas alteradas.

4.1.Relevancia clínica de los cambios en las oscilaciones cerebrales

La investigación actual se centra en el estudio del rsEEG como predictor de identificación de pacientes con DCLA que se convierten en pacientes con EA. Los estudios han confirmado que el rsEEG se puede utilizar para distinguir varios tipos de deterioro cognitivo leve o para distinguir a pacientes con aMCI o EA de controles de la misma edad. Por ejemplo, los estudios han demostrado que la desaceleración de la actividad oscilatoria cerebral (es decir, aumento de la potencia delta y theta y disminución de la potencia alfa y el valor máximo) en pacientes amiloide positivos no dementes se asocia con la progresión clínica de la EA. Los pacientes con DCL con EA o enfermedad de Parkinson (PD-MCI) exhiben una conectividad interhemisférica e intrahemisférica posterior anormal y más baja de las fuentes alfa en comparación con los controles.

Según el modelo continuo de la EA, es decir, la transición del deterioro cognitivo subjetivo (SCD) a través del deterioro cognitivo leve a la demencia, los estudios han demostrado que 1) la A42 del LCR disminuye y/o t-tau y p-tau los niveles de proteína aumentan, 2) aumento de amiloide, 3) la resonancia magnética identifica atrofia cerebral, 4) metabolismo reducido de la glucosa medido por FDG-PET y un mayor riesgo de deterioro cognitivo y EA en comparación con sus pares. Un estudio reciente de pacientes con ECF, deterioro cognitivo leve y EA encontró que el aumento de la potencia de campo global (GFP) delta y theta se asociaba con una disminución de la sincronía de campo global (GFS; una cantidad global de sincronización instantánea de fase bloqueada de toda la red neuronal oscilatoria del cuero cabelludo). ) que se asoció con niveles más bajos de A42 en el LCR y niveles más altos de p-tau y t-tau. Estos hallazgos sugieren que el rsEEG es un biomarcador temprano no invasivo de la EA.

4.2.Correlación entre las oscilaciones cerebrales y el estado cognitivo

Los estudios han demostrado que las oscilaciones anormales del rsEEG cortical están relacionadas con la neurodegeneración cortical volumétrica y las puntuaciones de las pruebas cognitivas en pacientes con aMCI y EA. Por ejemplo, estudios en pacientes con deterioro cognitivo leve y EA han demostrado la relación entre un menor volumen de materia gris cortical y una mayor fuente delta y menor alfa1, la relación entre la puntuación MMSE y el volumen de materia gris cortical, y la relación entre la amplitud alfa1 occipital y la materia gris occipital. densidad y puntuaciones MMSE. La Figura 3A muestra la relación entre las conexiones funcionales cerebrales de la banda delta y las funciones cognitivas conductuales. Los estudios también han demostrado un vínculo entre el aumento de la proporción theta/gamma y la proporción alfa3/alfa2 y la conversión a EA y puntuaciones más bajas en las pruebas de memoria.

4.3. Análisis de la teoría de grafos y conexiones funcionales cerebrales

Las investigaciones muestran que el deterioro cognitivo en pacientes con EA está relacionado con la distribución de la red cerebral. Desde la perspectiva de la teoría de grafos, una red cerebral funcional a gran escala es un sistema complejo con características de mundo pequeño (es decir, una red con un equilibrio óptimo entre especialización local e integración global), distribución y conexiones de nodos, estructura jerárquica, centralidad y modularidad. etc. En la investigación de la EA, el análisis de la teoría de grafos de los datos de rsEEG/MEG reveló que las conexiones funcionales entre las regiones del cerebro se debilitan, la red de atributos del mundo pequeño se debilita y la vulnerabilidad del cerebro aumenta (Figura 3B). Los estudios han demostrado que la reducción de los parámetros de conexión locales y globales en la EA conduce a la evolución de la organización de redes cerebrales funcionales a gran escala desde redes óptimas de mundo pequeño a tipos estocásticos. Este cambio en la topología de la red cerebral conduce a una reducción en la eficiencia de la interacción entre regiones del cerebro, confirmando así la desconexión de la EA.

Figura 3 A) Análisis de correlación eLORETA de las conexiones funcionales cerebrales y el estado cognitivo en la banda delta. A1) Las direcciones arriba, abajo, izquierda y derecha del área MT. A2) Existe una correlación positiva significativa entre la sincronización de la fase delta lag en el área MT y las puntuaciones MMSE en pacientes con EA y controles de la misma edad (r = 0,51, plt; 0,001).

B) Análisis de teoría de grafos (LPVG y análisis del espacio de fases) de conexiones funcionales AD. Ambos métodos confirmaron que las conexiones entre las regiones del cerebro de los pacientes con EA están debilitadas, especialmente en la banda alfa.

4.4. Oscilaciones de la banda gamma

Durante la vigilia y el sueño, las oscilaciones gamma se observan comúnmente en muchas áreas del cerebro, incluida la neocorteza, la corteza entorrinal, el cuerpo estriado, el bulbo olfatorio y el tálamo, entre otras. regiones del cerebro. La actividad oscilatoria gamma contribuye a las funciones cognitivas humanas como la atención, la percepción, el reconocimiento de objetos, los procesos de memoria, el reconocimiento facial y los paradigmas emocionales, y la sincronización gamma es un proceso fundamental para muchas funciones cerebrales. Los estudios han demostrado que los pacientes con EA tienen una potencia/sincronía gamma reducida en estado de reposo y respuestas gamma retardadas, y una mayor potencia o conectividad de la banda gamma (es decir, acoplamiento de frecuencia cruzada, CFC) en comparación con los controles de la misma edad. La distribución de las redes de interneuronas GABAérgicas provoca un aumento de la potencia de las ondas gamma, lo que provoca un desequilibrio entre la excitación y la inhibición en el sistema nervioso central (SNC). La intensidad mejorada de CFC entre las bandas beta/gamma y de baja frecuencia en pacientes con EA refleja una mayor sincronía y también indica que la complejidad de la red neuronal se debilita y se requieren más recursos neuronales para mantener el estado de reposo del cerebro. Los métodos de investigación como el rango de frecuencia gamma, la técnica de medición (es decir, potencia, coherencia, sincronía, etc.), la gravedad de la enfermedad y el estado de la medicación de los pacientes con EA pueden generar diferencias. ?

5. Estimulación cerebral para pacientes con EA

5.1 Estimulación invasiva con banda gamma

La estimulación cerebral profunda (ECP) es un tratamiento para varias enfermedades crónicas (p. ej., Tratamientos establecidos para la EP, el temblor esencial, el trastorno obsesivo-compulsivo (TOC) y la epilepsia médicamente refractaria. La DBS es una técnica quirúrgica de neuromodulación invasiva que implica la estimulación eléctrica crónica de áreas específicas del cerebro con un generador de impulsos implantado. Las investigaciones muestran que la estimulación cerebral profunda modula la actividad neuronal local y estimula la reorganización de los circuitos neuronales mejorando la plasticidad sináptica. Los estudios han demostrado que la DBS es una herramienta potencial para modular la memoria en la EA. Algunos estudios actuales han estimulado el fondo de saco (130 Hz), la corteza entorrinal (50 Hz) y los ganglios basales de Meynert (20-50 Hz).

Un gran número de estudios han confirmado que los cambios en el fondo de saco pueden ser biomarcadores para el diagnóstico de deterioro cognitivo leve y EA. Por ejemplo, los estudios volumétricos por resonancia magnética de la EA muestran atrofia de las estructuras del lóbulo límbico, incluido el fondo de saco. El fondo de saco sirve como conector entre el hipocampo, los cuerpos mamilares hipotalámicos y los núcleos talámicos anteriores (Fig. 4B). El daño selectivo al fondo de saco produce amnesia anterógrada, la formación de recuerdos semánticos y episódicos.

Los estudios han demostrado que la estimulación DBS del fórnix (2,5-3,5V) ayuda a mejorar la memoria, independientemente de la frecuencia de aplicación. Se realizó estimulación bilateral del fórnix DBS (130 Hz, 3,0-3,5 V) en seis pacientes con EA y se mejoró la actividad neuronal en los circuitos de memoria, incluido el área entorrinal y el hipocampo. Sin embargo, en la segunda fase del ensayo, se realizó un ensayo aleatorio doble ciego en 42 pacientes con EA leve a los 12 meses y no hubo diferencias significativas en los resultados. En resumen, se necesitan experimentos controlados cuidadosamente diseñados para dilucidar mejor los mecanismos neuronales detrás de los efectos de la estimulación cerebral profunda y su efecto estimulante en los pacientes con EA.

5.2 Estimulación con banda gamma no invasiva

Entre las tecnologías de estimulación cerebral no invasiva comúnmente utilizadas en enfermedades mentales, la estimulación por corriente y la estimulación magnética transcraneal (TMS) son los métodos más maduros. . La estimulación de corriente transcraneal (tCS) es una técnica de neuromodulación subumbral que incluye estimulación de corriente continua (tDCS) y estimulación de corriente alterna (tACS). Desde una perspectiva teórica, cualquier función de la memoria (como la memoria, la inteligencia y la creatividad) que se deba a oscilaciones cerebrales puede modularse mediante tCS (Figura 4A). La modulación de las oscilaciones gamma utilizando tACS resultó en un aumento parcial de las oscilaciones gamma (es decir, 40-120 Hz) y mejoró algunas pruebas neuropsicológicas en pacientes con deterioro cognitivo leve, un fenómeno que no estaba presente en pacientes con EA. Los estudios han demostrado que los pacientes con deterioro cognitivo leve que no mejoran en la regulación de las oscilaciones gamma en la red frontoparietal tienen un mayor riesgo de convertirse en EA.

Para la EMT, se pasa un campo magnético fuerte y corto a través del cráneo para proporcionar una estimulación concentrada y eficaz de las neuronas corticales y desencadenar potenciales de acción. Los estudios han demostrado que los pacientes con EA leve tienen reordenamientos profundos y sobreexcitabilidad del sistema sensoriomotor sin manifestaciones motoras obvias, lo que está relacionado con la gravedad y el desarrollo de la enfermedad. La estimulación magnética transcraneal repetitiva (EMTr) modula la actividad neuronal y la excitabilidad cerebral mediante la entrega de varios trenes de pulsos de frecuencia alta ( ) o baja ( ) durante un período de tiempo. Los resultados de ensayos controlados aleatorios (ECA) en EA muestran que la EMTr de alta frecuencia en la corteza prefrontal dorsolateral o en múltiples regiones del cerebro mejora el estado cognitivo pero no tiene ningún efecto sobre el estado de ánimo y el rendimiento funcional.

Figura 4 Estimulación eléctrica del cerebro

5.3 Estimulación musical

La estimulación musical para adultos puede ayudar a evocar la memoria y las habilidades emocionales. Las investigaciones muestran que una formación musical temprana adecuada puede promover capacidades cognitivas duraderas en las personas mayores. La musicoterapia también se puede utilizar para tratar las conductas disruptivas y la ansiedad asociadas con la demencia, así como la función cognitiva, la depresión y la calidad de vida. La música estimula las oscilaciones cerebrales y mejora la sincronía de la activación neuronal. Por ejemplo, la música agradable puede mejorar la potencia general del EEG, especialmente en las bandas de frecuencia beta y alfa en las regiones frontal y temporal derechas. Aunque la mayoría de los estudios conductuales confirman la eficacia de la música para mejorar la reserva cerebral/cognitiva, la falta de estudios neurofisiológicos y de neuroimagen dificulta la integración de la musicoterapia con el deterioro cognitivo y la demencia relacionados con la edad. Por lo tanto, se necesitan experimentos para explorar cómo el ritmo del sonido desempeña un papel en la estimulación neuronal sostenida y promueve la plasticidad cerebral en la salud y la enfermedad.

6. Ritmo EEG en reposo en modelo de ratón con EA.

De acuerdo con estudios en humanos, el rsEEG en ratones cambia con la edad y la EA. Por ejemplo, los estudios han demostrado cambios tempranos en las conexiones neuronales y un mayor desacoplamiento theta-gamma, aumento de la potencia delta y theta, disminución de la potencia beta y gamma y una reducción general de la potencia de la banda EEG.

Las oscilaciones neuronales están representadas por cambios periódicos en la actividad neuronal registrada, incluidos los potenciales de acción y las LFP. En estudios de LFP en roedores, el hipocampo exhibe diferentes tipos de oscilaciones cerebrales, incluidas oscilaciones theta (~4-12 Hz), oscilaciones gamma (~25-100 Hz) y complejos de ondas agudas (SWR) (~110-250 Hz). ~0.01-3Hz onda aguda). Estudios en roedores y humanos sanos han encontrado la presencia de fuertes oscilaciones gamma con una fase específica de oscilaciones theta en el hipocampo y la CE, denominada theta-gamma CFC. La fuerza de los CFC theta-gamma del hipocampo está relacionada con las demandas de la tarea. El hipocampo recibe información cortical de la CE. La corteza medial (MEC) procesa información espacial, mientras que la corteza lateral (LEC) se asocia típicamente con la información olfativa, y ambas se ven afectadas en las primeras etapas de la EA.

En los animales transgénicos de la proteína precursora de amiloide (APP), la A se deposita a través del circuito olfativo, provocando atrofia neuronal, anomalías dendríticas, pérdida sináptica y degeneración axonal. Los estudios han demostrado que en las oscilaciones beta en ratones AD, tanto en reposo como durante la actividad evocada por el olor, la coherencia entre las LFP de los dos bulbos olfatorios se altera significativamente, principalmente por una neurotransmisión alterada dependiente de A y causada por la pérdida de sinapsis y neuronas ( Figura 5). Los estudios en humanos han confirmado que la disfunción del sistema olfativo es uno de los principales marcadores para identificar y detectar la enfermedad de Alzheimer. Las investigaciones muestran que en las primeras etapas de la enfermedad, los oligómeros A solubles alteran el equilibrio de la excitación y la inhibición sinápticas, alterando la función de los circuitos neuronales locales y las redes a gran escala. Sin embargo, el mecanismo por el cual el daño oscilatorio gamma precede a la patología A no está claro. Por lo tanto, la correlación entre las oscilaciones gamma alteradas en modelos de ratón con EA y la EA humana requiere más estudios.

Figura 5 Registro simultáneo de ratones WT (tipo salvaje) de 12-13 meses de edad y APP/PS1.

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7. Estimulación de bandas gamma en animales con EA

Estudios recientes de LFP atenúan la neuropatología similar a la EA mediante la modulación de las respuestas neuronales y gliales, dilucidando el papel de las oscilaciones gamma en el procesamiento de la información. Las investigaciones muestran que la estimulación gamma y la reorganización del ritmo de la actividad neuronal en el cerebro con EA pueden romper el desequilibrio entre la excitación y la inhibición en los circuitos neuronales. Los estudios en múltiples modelos de ratón con EA han confirmado los efectos neuroprotectores de la estimulación sensorial o magnética de 30 a 40 Hz en las neuronas y la microglía, lo que ayuda a mejorar la neuropatología y el deterioro cognitivo relacionados con la EA. Por ejemplo, la aplicación de estimulación auditiva de 40 Hz dio como resultado una reducción de la carga de A en la corteza auditiva y el hipocampo de ratones 5XFAD, cambios significativos en la microglía, los astrocitos y la vasculatura, y mejoras en la memoria espacial y de reconocimiento. El estudio encontró que la estimulación cerebral profunda de alta frecuencia (130 Hz) de EC podría mejorar los déficits de memoria espacial y reducir la carga de A en ratones TgCRND8. La estimulación cerebral profunda no redujo la carga de A en ratones adultos en comparación con los ratones jóvenes. Este hallazgo sugiere que la estimulación cerebral profunda puede actuar sólo a través de mecanismos dependientes de la placa en las primeras etapas de la EA.

8. Conclusión y direcciones futuras

Este artículo se centra en las últimas investigaciones sobre los cambios en las oscilaciones del rsEEG en DCL y EA, los predictores rsEEG de conversión de DCL a AD y la estimulación cerebral en Pacientes con EA Resultados y mecanismos potenciales, cambios relacionados con la EA en las oscilaciones del rsEEG y estudios de estimulación de banda gamma en modelos de EA en roedores. En conclusión, la evidencia actual en humanos confirma el uso del rsEEG como un predictor fiable de la conversión de aMCI a EA y de los cambios neuronales obtenidos tras utilizar diversos métodos de estimulación cerebral. Los estudios recientes de LFP en roedores también son consistentes con los hallazgos de EEG en humanos, identificando un papel neuroprotector para la estimulación de banda gamma en la mejora del deterioro de la memoria y la neuropatología relacionados con la EA.

Los resultados terapéuticos de la estimulación gamma DBS en pacientes con EA son inciertos. Aunque el mecanismo de acción de la estimulación cerebral profunda no está claro, los estudios en modelos de EA en roedores han sugerido varios mecanismos potenciales, como la reducción de la placa y la mejora neural en el hipocampo adulto, la activación o inhibición neuronal local, la modulación de la neurotransmisión y la interrupción de la actividad del circuito. Recuperación o sincronización de la actividad cerebral. Se necesitan estudios futuros para dilucidar mejor las bases neurofisiológicas de la estimulación cerebral profunda con banda gamma en la EA.

Si bien los estudios en animales generalmente muestran oscilaciones gamma en estado de reposo reducidas en modelos de EA, los estudios en humanos muestran una sincronización de ondas gamma reducida y una mayor actividad gamma en pacientes con EA. Con respecto a la etiología de la EA, los modelos de roedores transgénicos a menudo recapitulan las características principales asociadas con la etiología de la EA familiar. Un estudio sobre el impacto de los factores de riesgo modificables en la demencia mostró que la pérdida de audición en la mediana edad, la menor educación en los primeros años de vida, el tabaquismo, la depresión, la inactividad física, el aislamiento social, la presión arterial alta, la obesidad y la diabetes mostraron efectos mayores. Sin embargo, los estudios han demostrado que estos factores también afectan el rsEEG en adultos mayores y corren el riesgo de desarrollar deterioro cognitivo y EA.