Tutkimus kognitiivisista muutoksista potilailla, jotka saavat aivosäteilyä

Kraniaalinen sädehoito (RT), jota käytetään yleisesti hyvänlaatuisten ja pahanlaatuisten aivokasvainten hoitoon, voi johtaa kognitiivisiin häiriöihin aloilla, jotka eivät liity neuroanatomisiin rakenteisiin, joihin kasvain vaikuttaa suoraan. Tämä viittaa siihen, että kohteen ulkopuolisella RT:llä, jopa pienillä annoksilla, voi olla negatiivinen kognitiivinen vaikutus vaikuttamalla neuroanatomisiin kohteisiin, jotka ovat proksimaalisesti tai distaalisesti kasvaimesta. Vaikka rajoitukset aivonekroosin, ototoksisuuden ja optisen neuropatian minimoimiseksi ovat vakiintuneet, RT-annostoleranssit RT-hoidetuilla potilailla tapahtuville kognitiivisille muutoksille keskeisillä aloilla (muisti, huomio, toimeenpanotoiminto ja käsittelynopeus) ovat huonosti karakterisoituja. On kertynyt näyttöä siitä, että neuroanatomisten kohteiden huomioiminen voisi selittää paremmin kallon RT-välitteisen kognitiivisen muutoksen. Lisäksi äskettäinen yhteistoiminnallinen ryhmävaiheen III tutkimus on osoittanut, että hippokampuksen konforminen välttäminen kokoaivojen RT:llä voi vähentää kognitiivista heikkenemistä. Valitettavasti 60 %:lla potilaista oli kognitiivinen vajaatoiminta vielä kuuden kuukauden kohdalla jopa hippokampuksen välttämisen jälkeen, mikä viittaa siihen, että muut rakenteet ja verkostot ovat osallisina RT:n aiheuttamissa kognitiivisissa puutteissa ja ponnistelut näiden rakenteiden tunnistamiseksi ovat perusteltuja. Suurin este alalla on ollut vaikeus tunnistaa kohdekudosvaurioita, jotka voivat vaikuttaa kognitioon RT:n jälkeen. Ottaen huomioon limbisen järjestelmän roolin keskeisissä kognitiivisissa toiminnoissa, joihin RT vaikuttaa, tutkijat ovat erityisen kiinnostuneita luonnehtimaan muutoksia limbisessä järjestelmässä ja talamuksessa suhteessa muistiin ja siihen liittyviin prosesseihin.

Tutkijat suunnittelevat tutkivansa RT:n vaikutuksia limbisen järjestelmän ja talamuksen neuroanatomisiin rakenteisiin sekä kandidaattirakenteita, jotka on tunnistettu systemaattisesti magneettiresonanssikuvauksella (MRI). Tutkijat ehdottavat 75 potilasta, joilla on hyvänlaatuisia ja heikkolaatuisia aivokasvaimia, joille tehdään osittainen aivo-RT, joko perinteisesti fraktioitu tai hypofraktioitu.

Neurokognitiiviset testit suoritetaan lähtötilanteessa, 3, 6 ja 12 kuukautta RT:n jälkeen käyttämällä useita testejä visuaalisen ja sanallisen muistin, huomion, toimeenpanotoiminnan ja prosessointinopeuden arvioimiseksi. Aivojen MRI, mukaan lukien korkearesoluutioiset T1-kuvat, diffuusiotensorikuvaus (DTI) ja toiminnalliset lepo-MRI-sekvenssit (fMRI), arvioidaan lähtötilanteessa, 6 ja 12 kuukautta RT:n jälkeen.

Tämä pilottitutkimus tarjoaa alustavaa tietoa RT:n vaikuttamien avainalueiden tunnistamiseksi, joita voidaan seurata tulevassa tutkimuksessa.

Tavoite 1: Tutkia objektiivisia neurokognitiivisia muutoksia ajan myötä. Aiempien tietojen perusteella tutkijat olettavat, että he näkevät RT:n aiheuttamaa neurokognitiivista heikkenemistä jopa 50 %:lla potilaista kallon RT:n jälkeen. Tutkijat arvioivat neurokognitiivisen testauksen muutokset HVLT-R:n viivästyneessä palautumisessa (verbaalisessa muistissa) ensisijaisena päätetapahtumana. Toissijaisena päätepisteenä he arvioivat yhdistettyä globaalia alijäämän z-pistettä sekä muutoksia visuaalisen muistin, huomion, toimeenpanotoiminnan ja käsittelynopeuden kognitiivisissa osissa.

Tavoite 2: Tutkia aivokudoksen muutoksia (MRI:n avulla), joita kohde-RT:n aiheuttama on potilailla, joilla on hyvänlaatuisia ja matala-asteisia aivokasvaimia. Tutkijat olettavat, että yksityiskohtainen aivokudosvauriokartoitus kohteen ulkopuolisista RT-annoksista ennen RT:tä jälkeiseen ja rekonstruoitu rakenteellinen ja toiminnallinen yhteys (DTI ja fMRI) tarjoaa tietoa RT-annoksen ja MRI-muutosten välisestä suhteesta tietyissä rakenteissa. Tutkijat olettavat erityisesti, että RT-annoksen ja MRI-muutosten yhteiskartoitus talamuksessa ja limbisessä järjestelmässä (eli talamuksen ytimissä, hippokampuksessa, fornixissa, hypotalamuksessa/mammillary-kappaleissa, limbisessä lohkossa, cingulumissa) vääristyy eniten kohteen ulkopuolinen RT.

Tavoite 3: Tutkia MRI-muutosten suhdetta tärkeimpien neuroanatomisten rakenteiden osalta neurokognitiivisen testauksen avulla. Tutkijat olettavat, että RT vaikuttaa useisiin hermosoluverkkoihin, jotka palvelevat useita kognitiivisia alueita, ja kognitiivinen heikkeneminen (tavoite 2) korreloi magneettikuvauksessa havaittujen limbisten ja talamusrakenteiden vaurioiden kanssa (tavoite 1). Tämä lähestymistapa mahdollistaa aluekohtaiseen kognitiiviseen heikkenemiseen eniten liittyvien aivorakenteiden tunnistamisen.

On kriittinen tarve hyvin suunnitelluille pitkittäistutkimuksille, jotka tutkivat RT:n vaikutusta neuroanatomisiin rakenteisiin. Monet tutkimukset, jotka arvioivat kognitiota RT:llä, eivät ota huomioon neuroanatomisia annosjakaumia. Jopa neuroanatomisia kohteita arvioivassa kirjallisuudessa ei ole ollut systemaattista lähestymistapaa neuroanatomisten kohteiden arvioimiseen RT:llä. Tämä tutkimus auttaa määrittelemään, mitkä neuroanatomiset rakenteet ovat suurimmassa vaarassa RT:n aiheuttamien vaurioiden vuoksi, ja auttaa viime kädessä luomaan uusia annosrajoitusohjeita tärkeille rakenteille kognitiivisten tulosten parantamiseksi.