Testing the therapeutic effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) in semantic dementia: a double blind, sham controlled, randomized clinical trial

C, Sanches; R, Levy; S, Benisty; L, Volpe-Gillot; MO, Habert; A, Kas; S, Ströer; N, Pyatigorskaya; A, Kaglik; A, Bourbon; B, Dubois; R, Migliaccio; A, Valero-Cabré; M, Teichmann

Abstract:

Abstract Background Semantic dementia is a neurodegenerative disease that primarily affects the left anterior temporal lobe, resulting in a gradual loss of conceptual knowledge. There is currently no validated treatment. Transcranial stimulation has provided evidence for long-lasting language effects presumably linked to stimulation-induced neuroplasticity in post-stroke aphasia. However, studies evaluating its effects in neurodegenerative diseases such as semantic dementia are still rare and evidence from double-blind, prospective, therapeutic trials is required. Objective The primary objective of the present clinical trial (STIM-SD) is to evaluate the therapeutic efficacy of a multiday transcranial direct current stimulation (tDCS) regime on language impairment in patients with semantic dementia. The study also explores the time course of potential tDCS-driven improvements and uses imaging biomarkers that could reflect stimulation-induced neuroplasticity. Methods This is a double-blind, sham-controlled, randomized study using transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) applied daily for 10 days, and language/semantic and imaging assessments at four time points: baseline, 3 days, 2 weeks and 4 months after 10 stimulation sessions. Language/semantic assessments will be carried out at these same 4 time points. Fluorodeoxyglucose positron emission tomography (FDG-PET), resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI), T1-weighted images and white matter diffusion tensor imaging (DTI) will be applied at baseline and at the 2-week time point. According to the principle of inter-hemispheric inhibition between left (language-related) and right homotopic regions we will use two stimulation modalities - left-anodal and right-cathodal tDCS over the anterior temporal lobes. Accordingly, the patient population (n = 60) will be subdivided into three subgroups: left-anodal tDCS (n = 20), right-cathodal tDCS (n = 20) and sham tDCS (n = 20). The stimulation will be sustained for 20 min at an intensity of 1.59 mA. It will be delivered through 25cm2-round stimulation electrodes (current density of 0.06 mA/cm2) placed over the left and right anterior temporal lobes for anodal and cathodal stimulation, respectively. A group of healthy participants (n = 20) matched by age, gender and education will also be recruited and tested to provide normative values for the language/semantic tasks and imaging measures. Discussion The aim of this study is to assess the efficacy of tDCS for language/semantic disorders in semantic dementia. A potential treatment would be easily applicable, inexpensive, and renewable when therapeutic effects disappear due to disease progression.

Patologie/Applicazioni:

• Stimolazione elettrica transcranica (TES)
• Double blind
• Demenza

Anno:

2019

Tipo di pubblicazione:

Articolo

Parola chiave:

stimolazione elettrica transcranica; demenza frontotemporale; double blind; sham

Testata scientifica:

BMC

Nota:

Lo scopo di questo articolo è presentare un protocollo clinico ("STIM-SD") che implementa un regime tDCS di più giorni in una vasta popolazione di pazienti con SD (demenza semantica) (n = 60) mirando specificamente all'ATL sinistro (con stimolazione anodica) o l'ATL destro (con stimolazione catodica) per fornire prove di potenziali effetti terapeutici e plasticità cerebrale in pazienti che soffrono di demenza semantica anche dopo la durata del trattamento. Lo studio è randomizzato in doppio cieco, controllato con sham, che verifica l'efficienza delle sessioni periodiche di tDCS per 10 giorni (dal lunedì al venerdì per 2 settimane) utilizzando valutazioni linguistiche / semantiche e neuroimaging basato su PET e MRI in quattro fasi temporali: basale e dopo 3 giorni, 2 settimane e 4 mesi dopo la fine delle sessioni di tDCS. La popolazione di pazienti viene assegnata casualmente a tre sottogruppi ciascuno dei quali riceve un trattamento diverso rispetto all'ATL (lobo temporale anteriore): tDCS anodico sinistro (n = 20), tDCS catodico destro (n = 20) e tDCS sham (n = 20). La stimolazione viene sostenuta per 20 minuti ad un'intensità di 1,59 mA ed erogata attraverso elettrodi di stimolazione rotondi da 25 cm2 (densità di corrente di 0,06 mA / cm2) posizionati rispettivamente sui lobi temporali anteriore sinistro e destro per la stimolazione anodica e catodica (Sponstim 25cm2). Un approccio computazionale alla modellistica dovrebbe consentire di definire se e in che modo l'ampiezza e la distribuzione attuali del TDC nelle teste degli individui possano differire e in che modo queste differenze influenzeranno gli esiti clinici.

DOI:

https://doi.org/10.1186/s13063-019-3613-z