Účinky acetylcholinu a pozornost na vizuální prostorové reprezentace v mozku

Dlouhodobým cílem tohoto projektu je charakterizovat, jak pozornost a acetylcholin ovlivňují zrakové vnímání a mozkovou reprezentaci vizuálního prostředí. Acetylcholin je přirozeně se vyskytující neurotransmiter a uvolňování acetylcholinu je zvýšené během období trvalé pozornosti. Jak acetylcholin, tak pozornost zlepšují aspekty vizuálního vnímání, ale základní mozkové mechanismy jsou špatně pochopeny. Navrhovaná práce bude řešit tyto otázky u zdravých lidských subjektů pomocí funkčního zobrazování magnetickou rezonancí (fMRI) a MRS (magnetická rezonanční spektroskopie) k měření reakcí mozku na vizuální podněty. Naše předchozí studie ukázaly, že zvyšující se hladiny acetylcholinu v mozku zvyšují prostorové rozlišení mozkové reprezentace vizuálního prostředí. Navrhovaný výzkum bude přesně dokumentovat, které oblasti mozku zprostředkovávají tento účinek acetylcholinu a bude také charakterizovat účinky pozornosti na tyto míry prostorového rozlišení v mozku.

Technika fMRI (funkční zobrazování magnetickou rezonancí) a MRS (spektroskopie magnetické rezonance), oba podtypy MRI, budou použity k měření mozkové aktivity v různých oblastech mozku, zatímco subjekty provádějí úkol zrakové pozornosti. Hladiny acetylcholinu v mozkové kůře se zvýší podáváním donepezilu, inhibitoru acetylcholinesterázy, enzymu metabolizujícího acetylcholin. Navíc bude technika MRS využita k lokální kvantifikaci hladin acetylcholinu v různých oblastech mozku.

Kromě poskytnutí informací o tom, jak je pozornost zastoupena v mozku a jak ovlivňuje zpracování zrakových podnětů, by tyto experimenty měly také osvětlit funkci cholinergní projekce z bazálního předního mozku do mozkové kůry. Protože se předpokládá, že tato projekce je u Alzheimerovy choroby selektivně narušena, znalosti týkající se její funkce ve zdravém mozku mohou být užitečné pro pochopení etiologie této choroby a pro vývoj vhodných terapií.

BEHAVIORÁLNÍ FARMAKOLOGIE:

relace:

Subjekty provedou 6 behaviorálních sezení během několika dní mimo skener, rozdělených do dvou experimentálních částí. Proběhnou 2 základní sezení bez donepezilu/placeba a 4 testovací sezení s donepezilem/placebem. Každé chování (mimo skener) bude trvat 1-2 hodiny. Během testovacího sezení bude subjektům podána jedna pilulka (2,5 nebo 5 nebo 10 mg) donepezilu nebo placeba na jedno sezení. Výběr pilulky bude určen hodem mince. Dávka léku (2,5 nebo 5 nebo 10 mg) bude stanovena tak, aby bylo zajištěno, že na každou dávku léku bude stejný počet účastníků. Pilulka (lék nebo placebo), která nebyla vybrána pro první experimentální sezení v páru, bude podána během druhého experimentálního sezení.

Úkol:

Typický kognitivní úkol bude zahrnovat prezentaci obrázků nebo slov na monitoru počítače nebo zvuků prostřednictvím sluchátek. Subjekty jsou požádány, aby reagovaly na určité podněty stisknutím tlačítka. Všechny podněty jsou prezentovány na pohodlné úrovni. Kognitivní úkol prováděný během behaviorálního je paradigma sledování objektu/detekce cíle, ve kterém subjekty uvádějí, zda je cíl přítomen nebo ne v každém experimentálním pokusu. Cíl, když je prezentován, je vizuálním podnětem na prahu detekovatelnosti. V některých studiích budou subjekty dostávat podněty označující umístění cíle a/nebo funkce, které usnadní detekci cíle. Subjekty budou požádány, aby se hlásily stisknutím tlačítka na poli odpovědi. Subjekty budou dostávat přestávky každých 5-10 minut nebo častěji, pokud si to přejí.

MRI A FARMAKOLOGIE:

relace:

U experimentů zahrnujících MRI bude celkem 6 sezení během několika dní, rozdělených do dvou experimentálních částí. Proběhnou dvě základní vyšetření magnetickou rezonancí bez donepezilu/placeba a 4 testovací sezení (dvě donepezil, dvě placebo). Subjektům bude podána jedna pilulka (2,5 nebo 5 nebo 10 mg) donepezilu nebo placeba na jedno sezení. Výběr pilulky bude určen hodem mince. Pilulka nevybraná pro první experimentální část bude podávána během druhé experimentální části.

Pro experimenty MRI experimentátor doprovodí subjekt do Brain Imaging Center v Li Ka Shing asi 2,5 hodiny po podání pilulky a měření fMRI začnou přibližně 3 hodiny po podání pilulky. Relace MRI obvykle trvají 1-2,5 hodiny a subjektu jsou poskytovány časté přestávky. Subjekt může experiment kdykoli zastavit. Subjekty podstupující MRI skenování budou požádány, aby si lehly na záda na MRI skeneru. Před skenováním se kolem hlavy subjektu umístí MRI zobrazovací cívka vyrobená z plastu. Subjekt se během experimentu nedostane do kontaktu s cívkou. Kolem hlavy subjektu budou umístěny pěnové podložky, aby se omezil pohyb hlavy během studie.

Úkol:

Typický kognitivní úkol bude zahrnovat prezentaci obrázků nebo slov na monitoru počítače nebo zvuků prostřednictvím sluchátek. Subjekty jsou požádány, aby reagovaly na určité podněty stisknutím tlačítka. Všechny podněty jsou prezentovány na pohodlné úrovni. Kognitivní úkol prováděný během behaviorálního je paradigma sledování objektu/detekce cíle, ve kterém subjekty uvádějí, zda je cíl přítomen nebo ne v každém experimentálním pokusu. Cíl, když je prezentován, je vizuálním podnětem na prahu detekovatelnosti. V některých studiích budou subjekty dostávat podněty označující umístění cíle a/nebo funkce, které usnadní detekci cíle. Subjekty budou požádány, aby se hlásily stisknutím tlačítka na poli odpovědi. Subjekty budou dostávat přestávky každých 5-10 minut nebo častěji, pokud si to přejí.