Optinen neurokuvantaminen ja kognitio (ONAC)

On olemassa useita erilaisia ​​dementiatyyppejä, mukaan lukien Alzheimerin tauti (AD) ja dementia Lewyn ruumiilla (DLB). Dementiatyyppien päällekkäisten oireiden vuoksi ja dementialle tällä hetkellä saatavilla olevien objektiivisten biomarkkereiden puutteen vuoksi virhediagnoosien määrä on korkea. Lisäksi siirtymistä tavallisesta välivaiheesta, jota kutsutaan lieväksi kognitiiviseksi häiriöksi (MCI), dementiaan ei ole määritelty tarkasti. Neurovaskulaarinen ja aineenvaihduntahäiriöt on liitetty vahvasti hermoston rappeutumiseen ja dementiaan, mutta mekaanista ymmärrystä tästä yhteydestä ei ole täysin kehitetty.

Near-Infrared Spectroscopy (NIRS) on ei-invasiivinen, ionisoimaton ja kannettava neuroimaging-tekniikka, joka käyttää valoa aivoissa tapahtuvien hapetetun ja happittoman hemoglobiinin konsentraation muutosten määrittämiseen. Sellaisenaan se on erittäin houkutteleva vaihtoehto toiminnalliselle magneettikuvaukselle, koska se mahdollistaa pääsyn useammille henkilöille, sitä voidaan käyttää sängyn vieressä tai potilaiden omissa kodeissa ja se on huomattavasti vähemmän häiritsevä.

Sen selvittämiseksi, kuinka aivojen hemodynamiikka ja aineenvaihdunta muuttuvat dementiassa, tässä tutkimuksessa käytetään NIRS:ää 25 potilaalla, joilla on AD, 25 potilaalla, joilla on DLB, 50 potilaalla, joilla on MCI, ja 100 ikää vastaavalla terveellä kontrollilla. Tämän tutkimuksen suorittavat Cambridgen yliopiston teknillinen korkeakoulu ja kliinisen lääketieteen korkeakoulu.

Ensinnäkin tutkijat suorittavat useita kognitiivisia testejä näille potilasryhmille samalla, kun he mittaavat aivojen toimintaa huippuluokan, kaksiaallonpituisella, korkeatiheyksisellä NIRS-laitteella kartoittamaan, kuinka aivojen hemodynamiikka muuttuu dementiassa. Toiseksi tutkijat suorittavat lisää kognitiivisia testejä laajakaistaisen NIRS:n avulla mitatakseen, kuinka neurometabolismi muuttuu eri potilasryhmissä. Tutkijat yhdistävät myös optiset tiedot useisiin kognitiivisiin puoliin, joita nämä kognitiiviset testit mittaavat, mukaan lukien muisti, huomio ja motoriset toiminnot. Useilla kyselylomakkeilla arvioidaan myös ei-kognitiivisia oireita, kuten masennusta ja unihäiriöitä. Jos potilasryhmien osallistujille ei ole tehty magneettikuvausta (MRI) tai se on tehty yli kaksi vuotta sitten, he tekevät myös MRI-skannauksen mahdollistaakseen aivojen toiminnan paikantamisen NIRS-mittauksella, mikä ottaa huomioon yksilölliset erot aivojen rakenne ja atrofiamallit.

Tutkijoiden on verrattava kaikkia potilasryhmiä (AD, DLB, MCI) terveisiin kontrolleihin määrittääkseen, kuinka aivojen hemodynamiikka ja aineenvaihdunta muuttuvat dementiassa ja kuinka tämä liittyy sekä käyttäytymispisteisiin (kerätty kognitiivisen testin aikana) että kliinisiin pisteisiin ( käyttämällä joko kyselylomakkeista kerättyä tietoa tai potilaan omaa kliinistä historiaa). Yhdistämällä kaksi NIRS-tekniikkaa tutkijat määrittävät myös ympäröivän verisuoniston veren hapettumisen ja hermoston sisäisen metabolisen aktiivisuuden välisen suhteen luonteen ja kuinka tämä suhde voi muuttua dementiassa ja erityyppisissä dementioissa. Lisäksi tutkijoiden tulee käyttää laskennallisia menetelmiä, kuten koneoppimista, tunnistaakseen hemodynaamisia ja/tai metabolisia allekirjoituksia käytettäviksi biomarkkereina klinikalla.