Investigation of functional near-infrared spectroscopy as a monitoring tool for measuring the effect of transcranial alternating current stimulation on dementia patients’ cognitive function
Notice bibliographique
Résumé
Functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) is used as a non-invasive neuroimaging technique for studying the neural dynamics within the human brain. This study uses fNIRS to explore how transcranial alternating current stimulation (tACS) affects cognitive function in people with dementia including Alzheimer’s disease (AD). By measuring changes in blood oxygenation levels, fNIRS provides a valuable means to capture plausible post-treatment alterations in cerebral hemodynamics. Previous studies have shown individuals with dementia exhibit increased oxygen consumption during verbal fluency tasks. This suggested that they might require greater effort to compensate for cognitive deficits. Therefore, it is hypothesized that tACS intervention will potentially alleviate this increased oxygen consumption by enhancing cognitive function, resulting in reduced oxyhemoglobin level post-treatment amongst those who respond positively to tACS treatment. To investigate this hypothesis, this research involved a comprehensive examination of 29 individuals with dementia, who received both real (40 Hz) and sham tACS treatment in a double-blind cross-over randomized trial. Each tACS intervention was paired with cognitive exercises (CE) on a daily basis in two 30-minute sessions for four consecutive weeks (excluding weekends) (tACS+CE). To reduce treatment effects between intervention, each participant had a 2-5 month wash-out period between treatments. Study participants were assigned into two groups using their age and cognitive level as the stratification parameters. One group received real tACS first and sham second (R1S2), and the other group’s real/sham assignment was the opposite (S1R2). An eight-channel fNIRS device was utilized to measure blood oxygenation levels in the prefrontal cortex (PFC) before and after each treatment block, during a mental task (word production and subtraction tasks). The results of this work are in support of our hypothesis that patients with dementia showed a decrease in oxyhemoglobin level after real tACS+CE by a mean difference of 0.06µM for word production task, and a significant decrease of 0.10µM for subtraction task (p=0.04). Notably, real tACS treatment showed a higher decrease in oxyhemoglobin levels compared to the sham treatment, suggesting that real stimulation has a more significant impact on hemodynamic responses than only cognitive exercises. Analyzing changes in blood oxygenation separately for group R1S2 and group S1R2 showed a significant decrease in oxyhemoglobin levels in group R1S2 during real tACS intervention in the subtraction task (p=0.03) but not significant for the word production task. This may be attributed to the fact that dementia participants usually have a ceiling effect in word production task.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».