Vagusové somatosenzorické evokované potenciály a blízká infračervená spektroskopie v časné diagnostice demence (Vogel)

S prodlužující se délkou života naší populace roste prevalence syndromů demence. Nejčastější příčinou demence je Alzheimerova choroba (AD), přesto není léčitelná. AD má tedy rostoucí medicínský, sociální a ekonomický význam.

Intenzivní vědecká práce za posledních 30 let identifikovala řadu různých faktorů přispívajících k patogenezi AD. Tyto komplexní procesy vedou ke specifickým terapeutickým možnostem, které jsou v současnosti zkoumány v klinických studiích. Bez ohledu na zvažovaný rizikový faktor nebo konkrétní terapeutický zásah by léčba měla být zahájena co nejdříve v nadměrném preklinickém procesu AD, protože může interferovat s tvorbou amyloidních plaků nebo neurofibril. Zejména neuroprotektivní intervence jsou tím účinnější, čím méně neuronů je nevratně poškozeno. Proto by měla být včasná diagnostika rozvíjející se nebo počínající AD nanejvýš důležitá. Stejně tak se ve světle terapeutických možností specifických pro AD zdá důležitá její diferenciální diagnostika od jiných forem demence.

Ideální vyšetřovací metoda by proto měla být nejen snadno proveditelná, nákladově efektivní, opakovatelná, neinvazivní a bez diskomfortu pro pacienty, ale měla by zejména odhalit časná stádia onemocnění a měla by pokud možno zohledňovat rozvoj AD. - specifické změny. Je zřejmé, že dnešní rutinní vyšetřovací metody v diagnostice AD ​​nebo MCI, jako je magnetická rezonance, analýza mozkomíšního moku nebo pozitronová emisní tomografie, všechny tyto požadavky nesplňují. Při absenci jediného diagnostického testu a při uvědomění si nutnosti kombinovat biomarkery pro zvýšení diagnostické přesnosti tedy stále existuje potřeba metod, které obcházejí všechny tyto nevýhody.

Vzhledem k tomu, že se očekává, že časné buněčné změny onemocnění ovlivní funkci mozku dlouho předtím, než dojde k závažným morfologickým změnám, měly by být tyto změny primárně vyšetřeny pomocí funkčního vyšetření, které lze provést neurokognitivními metodami, jako je intenzivní neuropsychologické hodnocení nebo elektrofyziologickými nebo funkčními metodami zobrazování mozku.

Neuropsychologické hodnocení Předchozí studie zkoumaly prediktivní platnost různých kognitivních měřítek pro rozvoj AD, jako je asociativní učení, verbální plynulost a konstruktivní praxe. Zdá se, že verbální a neverbální paměť, vizuálně-prostorové a exekutivní funkce a verbální plynulost s exekutivní složkou jsou vhodné pro sledování zhoršení kognice. U subjektů, u kterých se později rozvine AD nebo MCI ve srovnání se zdravými kontrolami, je charakteristický horší výkon v epizodické paměti (zpožděná verbální a vizuální paměť a asociativní učení) a v sémantické verbální plynulosti. Rozšířené neuropsychologické testování k měření těchto kognitivních procesů se tedy jeví jako rozumné zejména pro hodnocení dalšího přínosu jiných diagnostických metod.

Vagusové somatosenzorické evokované potenciály (VSEP) Jak dnes víme, AD má dlouhý preklinický průběh s šířícím se vzorem specifické patologie AD, jako jsou neurofibrilární klubka v jednotné sekvenci předvídatelných kroků. Mnoho z těchto jader, která jsou časně zapojena do AD, jako je Locus caeruleus, parabrachiální jádro nebo Raphe nuclei, se stejnou měrou podílejí na aferencích X. hlavového nervu, nervu Vagus. Naše laboratoř použila přístup založený na hypotézách k vývoji metody pro funkční hodnocení vagusových jader v dolním mozkovém kmeni, která vyústila v techniku ​​somatosenzorických evokovaných potenciálů n. vagus (VSEP). Tato metoda se zaměřuje na dostupnost časných funkčních změn evokovanými potenciály na jedné straně a na časné postižení specifických jader mozkového kmene obsahujících vagusové aference v průběhu AD na straně druhé.

Metoda VSEP využívá transkutánní stimulaci aurikulární větve n. vagus (ABVN). Předpokládá se, že je to jediná smyslová část tohoto nervu inervující části akustiky vnějšího meatu v tragu. Ukázalo se, že tato kožní větev získává přístup k vagusovým aferencím přes nucleus solitárního traktu, který je rovněž ovlivněn v průběhu AD.

Technika VSEP je přitom dobře charakterizována z metodologického hlediska. Existuje řada zjištění, která naznačují, že pozorované potenciály jsou generovány na úrovni mozkového kmene a lze je detekovat jako potenciály vzdáleného pole na pokožce hlavy bez jakýchkoli vedlejších účinků. VSEP jsou reprodukovatelné a amplitudy i latence jsou v rozsahu odpovídajících parametrů akustických evokovaných potenciálů. Detailní vyšetření s funkčním magnetickým zobrazováním odhalilo kortikální aktivační vzorec po stimulaci ABVN srovnatelný s aktivačním vzorem jako odpověď na konvenční invazivní stimulaci hlavní větve vagusu. V následné práci bylo prokázáno i zapojení aktivace mozkového kmene, které by mohlo souviset s ascendentními projekcemi nervu vagus.

Jako takové byly VSEP navrženy jako možný prostředek pro časnou detekci AD a mírné kognitivní poruchy (MCI). Latence VSEP v obou skupinách se ukázaly být významně delší ve srovnání se zdravými kontrolami. U pacientů s vaskulární demencí a velkou depresí nebyl zjištěn žádný rozdíl v parametrech VSEP.

Blízká infračervená spektroskopie (NIRS) NIRS měří změny v okysličení mozku pomocí blízkého infračerveného světla s použitím vlnových délek 650-850 nm. Princip NIRS je založen na principu neurovaskulární vazby, kdy regionální neuronální aktivace mozku vede ke zvýšení metabolismu a okysličení mozkové tkáně v této oblasti, což je doprovázeno zvýšeným regionálním mozkovým prokrvením. To zase vede ke zvýšené saturaci kyslíkem se zvýšenými koncentracemi okysličeného hemoglobinu a sníženými koncentracemi deoxygenovaného hemoglobinu.

Funkční NIRS (fNIRS) se v posledních letech stále častěji používá k měření změn v saturaci kortikálních oblastí kyslíkem během různých kognitivních úkolů, jako je například test verbální plynulosti, a tím k detekci specifické kortikální aktivace nejen ve zrakové a motorické oblasti. systému, ale také v kortikálních oblastech relevantních pro kognitivní úkoly, jako je prefrontální a parietální kůra, které zůstávají stabilní a jsou replikovatelné. V AD narůstá množství literatury, která uvádí deviantní vzorce aktivace fNIRS pro různé úkoly. Například mladí zdraví jedinci vykazovali zřetelný aktivační vzorec prefrontálního kortexu během testu verbální plynulosti (VFT) ukazující lateralizaci levé hemisféry, která se s věkem snižovala, aniž by došlo k poklesu behaviorální výkonnosti. Na rozdíl od toho subjekty s AD vykazovaly horší behaviorální výkon a ještě závažnější pokles prefrontální aktivace, stejně jako sníženou lateralizaci vlevo ve srovnání se zdravou kontrolní skupinou přizpůsobenou věku. Podobně bylo prokázáno, že aktivační vzor fNIRS v oblastech frontální a parietální kůry u subjektů s AD provádějících paradigma orientace linie je jasně odlišný od zdravých kontrol.

Cíl studie Stručně řečeno, VSEP, fNIRS a neuropsychologické hodnocení jsou schopny odlišit AD od zdravých kontrol. Z teoretického hlediska by tyto metody měly být vhodné i jako prostředek detekce onemocnění v časných fázích. Zda jsou skutečně vhodné jako prostředky pro tento účel, je třeba prozkoumat ve zde prezentované studii. Proto jsme se zaměřili na testování prediktivní hodnoty těchto metod při časné detekci AD. Ve zde prezentovaném výzkumném projektu má být po 3 a 6 letech znovu vyšetřeno 600 subjektů vyšetřených na počátku studiem VSEP, fNIRS a rozšířeným neuropsychologickým, somatickým a laboratorním vyšetřením. Hypotéza, která má být testována v rámci této studie, uvádí, že subjekty, u kterých se během období pozorování vyvinula AD nebo MCI, vykazují delší latence VSEP, odlišný vzorec okysličování fNIRS a nižší výkon v neuropsychologickém hodnocení pod úrovní demence na začátku než ti, kteří zůstávají kognitivně stabilní.