Optisk neuroimaging og kognition (ONAC)

Der er flere forskellige typer af demens, herunder Alzheimers sygdom (AD) og Demens med Lewy Bodies (DLB). På grund af den overlappende symptomatologi på tværs af typer af demens og manglen på objektive biomarkører, der i øjeblikket er tilgængelige for demens, er fejldiagnosehyppigheden høj. Derudover er overgangen fra det, der almindeligvis antages at være et mellemstadie, kaldet mild kognitiv svækkelse (MCI), til demens, ikke veldefineret. Neurovaskulær og metabolisk dysfunktion har været stærkt forbundet med neurodegeneration og demens, men en mekanistisk forståelse af denne sammenhæng er ikke fuldt udviklet.

Nær-infrarød spektroskopi (NIRS) er en ikke-invasiv, ikke-ioniserende og bærbar neuroimaging teknik, som bruger lys til at kvantificere ændringer i koncentrationen af ​​iltet og deoxygeneret hæmoglobin i hjernen. Som sådan er det et yderst attraktivt alternativ til funktionel magnetisk resonansbilleddannelse, da det giver adgang til et større udvalg af individer, kan bruges ved sengen eller i patienternes eget hjem og er væsentligt mindre påtrængende.

For at identificere, hvordan hjernens hæmodynamik og stofskifte ændres ved demens, vil denne undersøgelse bruge NIRS hos 25 patienter med AD, 25 patienter med DLB, 50 patienter med MCI og 100 aldersmatchede raske kontroller. Denne undersøgelse vil blive udført af School of Technology og School of Clinical Medicine ved University of Cambridge.

For det første vil efterforskerne udføre adskillige kognitive test i disse patientgrupper, mens de måler hjerneaktivitet ved hjælp af en state-of-the-art, dobbeltbølgelængde, high-density NIRS-enhed for at kortlægge, hvordan hjernens hæmodynamik ændres ved demens. For det andet vil efterforskerne udføre yderligere kognitive tests ved hjælp af bredbånds-NIRS for at måle, hvordan neurometabolisme ændres på tværs af patientgrupperne. Forskerne vil også relatere de optiske data til adskillige facetter af kognition, som disse kognitive tests vil måle, herunder hukommelse, opmærksomhed og motorisk funktion. Der vil også blive administreret adskillige spørgeskemaer til vurdering af ikke-kognitive symptomer såsom depression og søvnforstyrrelser. Hvis deltagerne i patientgrupperne ikke har fået foretaget en magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) eller for mere end to år siden, vil de også foretage en MR-scanning for at muliggøre lokalisering af hjerneaktivitet målt af NIRS, der tager højde for individuelle forskelle mht. hjernestruktur og atrofimønstre.

Efterforskerne skal sammenligne alle patientgrupper (AD, DLB, MCI) med raske kontroller for at bestemme, hvordan hjernens hæmodynamik og stofskifte ændres ved demens, samt hvordan dette relaterer sig til både adfærdsscore (indsamlet under kognitiv testning) og kliniske resultater ( ved hjælp af enten data indsamlet fra spørgeskemaer eller patientens egen kliniske historie). Ved at kombinere de to NIRS-teknikker skal efterforskerne også bestemme arten af ​​sammenhængen mellem blodiltningen i den omgivende vaskulatur og den intra-neuronale metaboliske aktivitet, og hvordan dette forhold kan ændres ved demens og på tværs af forskellige typer af demens. Derudover skal efterforskerne anvende beregningsmetoder, såsom maskinlæring, til at identificere hæmodynamiske og/eller metaboliske signaturer til brug som biomarkører i klinikken.