VR Pupilometrie při kognitivním postižení

Kognitivní výkonnost typicky s věkem klesá a obvykle je doprovázena poruchami pozornosti a paměti. Zatímco takové změny mohou být v souladu s normálním stárnutím, mohou také odrážet afektivní poruchy nebo raná stadia neurodegenerativních onemocnění (např. Alzheimerova choroba; AD). V klinické praxi se běžně používají neurokognitivní testy k rozlišení změn odpovídajících věku od patologického úbytku. Protože tyto testy kvantifikují behaviorální výkon, jsou lepší v detekci kognitivního poklesu, jakmile se projeví měřitelné deficity. Mají však omezenou citlivost na jemné změny, které mohou předcházet zjevným klinickým příznakům o několik let. Proto navrhujeme jednoduchý diagnostický přístup založený na měření rozšíření zornice, který může podpořit dřívější detekci a dlouhodobé sledování, což potenciálně umožní dřívější intervence.

Pupilometrie poskytuje neinvazivní index dynamiky zornice spojené s arousalovými systémy relevantními pro kognici, včetně systému locus coeruleus-noradrenergního (LC-NA). Aktivita LC-NA je spojena s rozšířením zornice prostřednictvím autonomních drah a toto spojení bylo prokázáno ve studiích na zvířatech i lidech. Vzhledem ke svým rozsáhlým projekcím je systém LC-NA zapojen do psychiatrických a neurologických stavů prostřednictvím rolí v regulaci arousal, stresové reaktivitě, pozornosti a paměti. Pupilometrie u Alzheimerovy choroby byla často zkoumána pomocí paradigmat pupilárního světelného reflexu. Avšak jednoduchá měření světelných záblesků mohou být méně informativní v raném stadiu postižení, protože pupilární odpovědi se liší v závislosti na kognitivním stavu a nárocích úlohy a neposkytují jednotný, na úloze nezávislý výstup funkce spojené s LC. Proto může být analýza pupilárních odpovědí během a bezprostředně po kognitivních úlohách vhodnější pro zachycení jemných dysfunkcí relevantních pro prodromální procesy, přičemž změny světelného reflexu se mohou stát zjevnějšími, jakmile je postižení ustaveno. V předchozí práci jsme pozorovali, že průměr zornice se zvyšoval s pracovní paměťovou zátěží během úlohy N-back. Většina účastníků vykazovala očekávané zvýšení rozšíření zornice s obtížností úlohy, zatímco podskupina vykazovala výrazné atypické pupilární odpovědi navzdory pouze nepatrným rozdílům ve standardních neurokognitivních měřeních. Na základě těchto principů tato studie používá hodnocení založené na VR ke zkoumání dospělých s ranými, nespecifickými kognitivními obtížemi. Systematickým zaznamenáváním dynamiky zornice během a po kognitivních paradigmatech usilujeme o získání výstupů funkce systému LC-NA, které mohou podpořit diferenciální diagnostiku mezi stavy s překrývajícími se klinickými projevy (např. kognitivn postižení související s depresí vs. raná demence).

Při každé návštěvě jsou účastníci vybaveni VR headsetem školeným personálem studie a absolvují hodnocení založená na VR se současným sledováním očí a záznamem behaviorálního výkonu. Hodnocení se provádějí na výchozím bodě (T0) a opakují se po 3 měsících (T1) a 6 měsících (T2). Při každé návštěvě se zaznamenávají pupilární odpovědi a výkon v úloze během paradigmatu pupilárního světelného reflexu, bloku fixace v klidovém stavu, úlohy pracovní paměti (N-back) a úlohy odměny. Účastníci také absolvují rutinní neuropsychologické testování, včetně Montrealského kognitivního hodnocení (MoCA) a baterie CERAD zahrnující sémantickou plynulost, Boston Naming Test, Mini-Mental State Examination (MMSE), učení seznamu slov, opožděné vybavení seznamu slov, rozpoznání seznamu slov, kopírování obrazce, opožděné vybavení obrazce, fonemickou plynulost a Trail Making Test. Další hodnocení zahrnují škálu Bayer Activities of Daily Living (Bayer-ADL) a Geriatrickou depresní škálu (GDS), stejně jako dotazníky hodnotící subjektivní kognitivní postižení (FLei) a dětskou nepřízeň (CTQ). Zaznamenávají se sociodemografická data, včetně věku, pohlaví, vzdělání (roky školní docházky) a povolání. Odebírá se krev pro rutinní laboratorní měření a analýzy biomarkerů z krve (včetně fosforylovaného tau 217) a klinická data z rutinní péče jsou propojena, pokud jsou k dispozici. V některých případech jsou k dispozici a propojeny biomarkery mozkomíšního moku z rutinního klinického hodnocení, včetně markerů AD patologie (amyloid-β a měření tau).

Pupilometrická a behaviorální měření budou porovnána napříč kohortami a hodnocena longitudinálně napříč následnými návštěvami. Měření budou také vztažena k rutinnímu neuropsychologickému hodnocení, stejně jako k dostupným klinickým biomarkerům (CSF amyloid-β a měření tau, biomarkery z krve a anatomické neurozobrazovací sekvence). Naše předchozí pozorování naznačují, že rozšíření zornice se mění s kognitivní zátěží a že úlohou vyvolané pupilární odpovědi se mohou lišit, i když standardní neurokognitivní měření ukazují pouze jemné rozdíly. Předpokládáme, že vzorce pupilárních odpovědí vyvolaných úlohou se budou mezi kohortami lišit a mohou být citlivé na změny v čase.