Implication of cognitive reserve in non-pharmacological intervention outcomes
Project goals
Cognitive reserve (CR) can be defined as a gradual accumulation of neural resources and their adaptability (i.e. efficiency, capacity, flexibility) due to genetic and/or life-long environmental factors, that mitigate cognitive effects of age-related processes and age-related brain diseases. By using transcranial alternating current stimulation (tACS) it is possible to entrain the subjacent neuronal networks favouring the firing at specific frequencies. Recent studies revealed that fronto-parietal entrainment of theta oscillatory activity by tACS led to working memory enhancement in healthy subjects. However, variability in inter-individual stimulation-induced aftereffects remains high. Growing literature shows that individual differences, such as the CR level, may be important in predicting treatment intervention benefits since they are provided by the available neural capacity and flexibility. We propose a novel interventional approach for studying CR using both conventional static proxies of CR such as premorbid intellect and education attainment, and dynamic markers of CR including pupillometry, resting state and task-induced functional MRI. By using a cutting-edge non-invasive brain stimulation (NIBS) technique, we will acutely modulate network properties in order to examine influence of CR on the immediate intervention-induced cognitive and brain functional aftereffects. In addition to aged cognitively healthy individuals, we will for the first time focus on patients with mild cognitive impairment with Lewy bodies (MCI-LB), i.e. a prodromal stage of the second most common degenerative dementia after Alzheimer’s disease.
Keywords
kognitivní rezervacognitive reserveneinvazivní mozková stimulacefunkční konektivitafunctional connectivityintervenceinterventionnon-invasive brain stimulationzdravé stárnutíhealthy agingtACSnoradrenalinpupilometriedynamická kognitivní rezervaMCI s Lewyho tělískytranskraniální stimulace střídavým proudemtACStranscranial alternating current stimulationnoradrenalinepupillometrydynamic functional connectivityMCI with Lewy body pathology
Public support
Provider
Ministry of Health
Programme
—
Call for proposals
SMZ0202100001
Main participants
Masarykova univerzita / Středoevropský technologický institut
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
NU21-04-00652
Alternative language
Project name in Czech
Role kognitivní rezervy pro hodnocení nefarmakologické intervence
Annotation in Czech
Kognitivní rezervu (KR) lze definovat jako postupnou akumulaci neurálních zdrojů a jejich adaptability (např. efektivity, kapacity nebo flexibility) v důsledku genetických a celoživotních environmentálních faktorů, které mohou zmírňovat nepříznivé kognitivní změny způsobené běžným stárnutím či onemocněním mozku. Pomocí transkraniální stimulace střídavým proudem (transcranial alternating current stimulation, tACS) je možné zvýšit šanci, že neurony zasažené neurální sítě budou produkovat akční potenciály ve specifických synchronizovaných frekvencích. Nedávné studie dokládají, že fronto-parietální synchronizace theta oscilací pomocí tACS vedla ke zvýšení kapacity pracovní paměti u zdravých jedinců. Výzkum účinků stimulace nicméně stále zůstává zasažen výskytem vysokých interindividuálních rozdílů v účincích stimulace. Nejnovější výzkumy poukazují na význam interindividuálních rozdílů, jako například úrovně KR, které mohou být zásadní při předpovídání účinku intervence, protože míra pozitivních účinků intervence do značné míry závisí na úrovni dostupné neurální kapacity a flexibility. Na základě těchto zjištění navrhujeme nový intervenční přístup ke studiu KR, který bude využívat jak běžné statické indikátory KR (jako například odhad premorbidního intelektu, délku vzdělání atd.), tak inovativní dynamické markery KR (jako je pupilometrie, resting state fMRI, fMRI v průběhu úkolu). Pomocí jedné z nejmodernějších neinvazivních stimulačních technik budeme v reálném čase modulovat vlastnosti neurálních sítí za účelem prozkoumání vlivu KR na intervencí indukované krátkodobé kognitivní a funkční neurální změny. Tyto efekty nebudeme zkoumat pouze u starších zdravých jedinců, ale jako první se také zaměříme na možné efekty u mírné kognitivní poruchy u onemocnění s Lewyho tělísky, prodromálního stadia druhé nejčastější degenerativní demence.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
May 1, 2021
Realization period - end
Dec 31, 2025
Project status
K - Ending multi-year project
Latest support payment
Apr 12, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-MZ0-NU-R
Data delivery date
Mar 12, 2025
Finance
Total approved costs
9,440 thou. CZK
Public financial support
9,440 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
9 440 CZK thou.
Public support
9 440 CZK thou.
100%
Provider
Ministry of Health
OECD FORD
Neurosciences (including psychophysiology)
Solution period
01. 05. 2021 - 31. 12. 2025