Auswirkungen von Methylenblau auf gesundes Altern, leichte kognitive Beeinträchtigung und Alzheimer-Krankheit (MB2)

Gesunde alternde und alternde menschliche Probanden mit leichter kognitiver Beeinträchtigung und leichter Alzheimer-Krankheit aus der TARCC-Kohorte und Südtexas werden unter Verwendung eines doppelblinden, Placebo-kontrollierten Designs untersucht. Nach Einverständniserklärung und Vertrautheit mit den Aufgaben und der MRT-Umgebung betritt der Proband einen MRT-Scanner und führt die folgenden 6 Aufgaben aus.

fMRT- und Verhaltensdaten werden gleichzeitig im Scanner erfasst.

Delayed-Match-to-Probe-Aufgabe: Der Proband betrachtet ein Muster für einige Sekunden und wird dann aufgefordert, das gespeicherte Muster mithilfe eines Antwortsystems abzurufen (ca. 10 Minuten).

Gesichtsnamen-Aufgabe: Dem Probanden werden Reizblöcke gezeigt, in denen ein neues oder bekanntes Gesicht mit einem Namen gepaart ist. In einem späteren Durchlauf werden die Probanden gefragt, ob der richtige Name mit dem richtigen Gesicht übereinstimmt. (ca. 10 Minuten).

Psychomotorische Wachsamkeitsaufgabe: Der Proband erhält einen visuellen Hinweis, der ihn darauf hinweist, so schnell wie möglich eine Taste zu drücken. (ca. 10 Minuten).

Zerebraler Blutfluss und fMRT im Ruhezustand: Das Subjekt wird mit geschlossenen Augen gescannt und aufgefordert, nicht an ein bestimmtes Thema zu denken, jeweils etwa 10 Minuten lang.

fMRT-Datenerfassung: Vor dem Eingriff werden fMRT- und neuropsychologische Batteriemessungen durchgeführt. Diese Messungen werden dann nach 2 Wochen und 12 Wochen wiederholt.

fMRI wird Veränderungen in der regionalen Gehirnaktivität darstellen, die mit diesen Aufgaben verbunden sind. Die MRT-Pulssequenzen umfassen Diffusions-Tensor-Bildgebung, standardmäßige und nicht-invasive anatomische und quantitative MRT zur Koregistrierung und blutsauerstoffspiegelabhängige (BOLD) fMRT.

CO2-Challenge: Messungen des zerebralen Blutflusses werden durchgeführt, während das Subjekt im Scanner ruht, nachdem 3-5 Minuten lang medizinisches 5% CO2 in Luft verabreicht wurde. Dies wird in den Wochen 2 und 12 wiederholt.

Datenanalyse: Standard-fMRI-Analysen werden mit etablierter fMRI-Software analysiert. Eine statistische parametrische Analyse wird durchgeführt, um Aktivierungskarten zu generieren. fMRI-Daten werden für Mehrfachvergleiche korrigiert, indem eine falsche Erkennungsrate (q < 0,05) und ein Schwellenwert für Clusterwerte verwendet werden, um einen Fehler vom Typ I konservativ zu kontrollieren. Verhaltensdaten werden mit gepaarten t-Tests und ANOVA-Berechnungen analysiert, die für den Gruppenvergleich verwendet werden, wobei p < 0,05 (mit Bonferroni-Korrektur) als statistisch signifikant angesehen wird.

Erwartete Ergebnisse: Die Forscher sagen voraus, dass MB im Vergleich zu Placebo: i) die Erhaltung des Arbeitsgedächtnisses in einer verzögerten Match-to-Sample-Aufgabe durch Gedächtnisleistung und verbesserte fMRI-Reaktionen im präfrontalen Kortex und in den Parietallappen verbessert, ii) das episodische Gedächtnis verbessert wie durch fMRI-Aktivierung im Hippocampus, den medialen Temporallappen und im präfrontalen Cortex bestimmt, iii) die Reaktionszeit in einem psychomotorischen Vigilanztest reduzieren und die fMRI-Reaktionen innerhalb eines kortikalen anhaltenden Aufmerksamkeitsnetzwerks verbessern, iv) die CBF verbessern und v) die fMRI-Konnektivität im Standardmodus und visuell-räumlich verbessern und Speichernetzwerke/Subnetzwerke. Die fMRT- und Verhaltensleistungseffekte auf das Gedächtnis werden in den MCI- und milden AD-Gruppen größer sein als in der gesunden Altersgruppe. Die Effekte werden in den MCI- und AD-Gruppen größer sein als in den Kontrollgruppen.

Power-Analyse: Die Stichprobengrößen wurden unter Verwendung eines fMRI-Power-Tools basierend auf Pilotdaten aus der aktuellen Studie für eine Power von 80 %, Alpha = 0,05, False-Discovery-Rate < 0,05, berechnet, um statistische Unterschiede zwischen MB und Placebo zu erkennen23. Die Forscher schätzen, dass sie 20–25 Probanden pro Arm der Gruppe benötigen (vollständige Studien) und somit 200–240 Probanden rekrutieren werden, um mögliche fehlgeschlagene Studien zu berücksichtigen.