Neural oscillations and brain stimulation in Alzheimer’s disease

Highlights•Aging is associated with a global increase of low-frequency rsEEG power and reduced and slowing of alpha activity.•The enhancement of slow and the reduction of fast oscillations is the most common finding in AD.•Graph analysis implicates less efficient interaction between brain regions and supports the disconnection hypothesis of AD.•rsEEG features can be reliable predictors of aMCI at risk for conversion to AD.•Studies show the application of gamma-band stimulation in ameliorating AD.AbstractAging is associated with alterations in cognitive processing and brain neurophysiology. Whereas the primary symptom of amnestic mild cognitive impairment (aMCI) is memory problems greater than normal for age and education, patients with Alzheimer’s disease (AD) show impairments in other cognitive domains in addition to memory dysfunction. Resting-state electroencephalography (rsEEG) studies in physiological aging indicate a global increase in low-frequency oscillations’ power and the reduction and slowing of alpha activity. The enhancement of slow and the reduction of fast oscillations, and the disruption of brain functional connectivity, however, are characterized as major rsEEG changes in AD. Recent rodent studies also support human evidence of age- and AD-related changes in resting-state brain oscillations, and the neuroprotective effect of brain stimulation techniques through gamma-band stimulations. Cumulatively, current evidence moves toward optimizing rsEEG features as reliable predictors of people with aMCI at risk for conversion to AD and mapping neural alterations subsequent to brain stimulation therapies. The present paper reviews the latest evidence of changes in rsEEG oscillations in physiological aging, aMCI, and AD, as well as findings of various brain stimulation therapies from both human and non-human studies.

نوسانات عصبی و تحریک مغز در بیماری آلزایمر

نکات برجسته * پیری با افزایش جهانی قدرت EEG فرکانس پایین و کاهش و کند شدن فعالیت آلفا در ارتباط است. افزایش آهسته و کاهش نوسانات سریع رایج‌ترین یافته در AD است. * تجزیه و تحلیل گراف تعامل کم‌تر کارآمد بین نواحی مغز را نشان می‌دهد و فرضیه قطع ارتباط AD را پشتیبانی می‌کند. ویژگی‌های rsEEG می‌تواند پیش‌بینی‌کننده قابل اعتمادی برای aMCI در معرض خطر تبدیل به AD باشد. مطالعات نشان می‌دهد که استفاده از تحریک باند گاما در بهبود AD.حذف با تغییرات در پردازش شناختی و نوروفیزیولوژی مغز در ارتباط است. در حالی که علائم اولیه اختلال شناختی خفیف عفو (aMCI)مشکلات حافظه بزرگ‌تر از نرمال برای سن و تحصیلات است، بیماران مبتلا به آلزایمر (AD)علاوه بر اختلال در حافظه، در سایر حوزه‌های شناختی نیز اختلال نشان می‌دهند. مطالعات الکتروانسفالوگرافی حالت استراحت (rsEEG)در پیری فیزیولوژیکی، افزایش جهانی در قدرت نوسانات فرکانس پایین و کاهش و کند شدن فعالیت آلفا را نشان می‌دهد. با این حال، افزایش آهسته و کاهش نوسانات سریع، و اختلال در ارتباطات عملکردی مغز، به عنوان تغییرات عمده rsEEG در AD شناخته می‌شوند. مطالعات اخیر جوندگان نیز شواهد انسانی از تغییرات مربوط به سن و AD در نوسانات مغزی در حالت استراحت و اثر محافظت عصبی تکنیک‌های تحریک مغز از طریق تحریکات باند گاما را پشتیبانی می‌کند. به طور خلاصه، شواهد فعلی به سمت بهینه‌سازی ویژگی‌های rsEEG به عنوان پیش‌بینی‌کننده قابل‌اعتماد افراد با aMCI در معرض خطر برای تبدیل به AD و نگاشت تغییرات عصبی متعاقب درمان‌های تحریک مغز حرکت می‌کند. مقاله حاضر آخرین شواهد تغییرات در نوسانات rsEEG در پیری فیزیولوژیکی، aMCI و AD، و همچنین یافته‌های درمان‌های مختلف تحریک مغز از مطالعات انسانی و غیر انسانی را بررسی می‌کند.

ترجمه شده با