Effets de l'acétylcholine et de l'attention sur les représentations spatiales visuelles dans le cerveau

L'objectif à long terme de ce projet est de caractériser comment l'attention et l'acétylcholine affectent la perception visuelle et la représentation cérébrale de l'environnement visuel. L'acétylcholine est un neurotransmetteur naturel et la libération d'acétylcholine est élevée pendant les périodes d'attention soutenue. L'acétylcholine et l'attention améliorent tous deux certains aspects de la perception visuelle, mais les mécanismes cérébraux sous-jacents sont mal compris. Les travaux proposés aborderont ces questions chez des sujets humains sains en utilisant l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) et la SRM (spectroscopie par résonance magnétique) pour mesurer les réponses du cerveau aux stimuli visuels. Nos études précédentes ont montré que l'augmentation des niveaux d'acétylcholine dans le cerveau améliore la résolution spatiale de la représentation cérébrale de l'environnement visuel. La recherche proposée documentera exactement quelles zones cérébrales médient cet effet de l'acétylcholine et caractérisera également les effets de l'attention sur ces mesures de résolution spatiale dans le cerveau.

La technique de l'IRMf (imagerie par résonance magnétique fonctionnelle) et de la SRM (spectroscopie par résonance magnétique), deux sous-types d'IRM, sera utilisée pour mesurer l'activité cérébrale dans différentes zones du cerveau pendant que les sujets effectuent une tâche d'attention visuelle. Les niveaux d'acétylcholine dans le cortex cérébral seront augmentés par l'administration de donépézil, un inhibiteur de l'acétylcholinestérase, l'enzyme qui métabolise l'acétylcholine. De plus, la technique de MRS sera utilisée pour quantifier localement les niveaux d'acétylcholine dans différentes zones du cerveau.

En plus de fournir des informations sur la façon dont l'attention est représentée dans le cerveau et comment elle affecte le traitement des stimuli visuels, les présentes expériences devraient également éclairer la fonction de la projection cholinergique du prosencéphale basal vers le cortex cérébral. Comme cette projection est considérée comme sélectivement altérée dans la maladie d'Alzheimer, la connaissance de sa fonction dans le cerveau sain peut être utile pour comprendre l'étiologie de cette maladie et pour le développement de thérapies appropriées.

PHARMACOLOGIE COMPORTEMENTALE :

Séances :

Les sujets réaliseront 6 séances comportementales sur plusieurs jours hors scanner, réparties en deux parties expérimentales. Il y aura 2 séances de référence sans donépézil/placebo et 4 séances de test avec donépézil/placebo. Chaque séance comportementale (hors scanner) durera 1 à 2 heures. Au cours de la session de test, les sujets recevront une pilule de donépézil (2,5 ou 5 ou 10 mg) ou un placebo par session. Le choix de la pilule sera déterminé par le lancer d'une pièce de monnaie. La dose de médicament (2,5 ou 5 ou 10 mg) sera déterminée de manière à garantir qu'il y ait un nombre égal de participants par dose de médicament. La pilule (médicament ou placebo) non sélectionnée pour la première session expérimentale d'un binôme sera administrée lors de la deuxième session expérimentale.

Tâche:

Une tâche cognitive typique impliquera la présentation d'images ou de mots sur un écran d'ordinateur ou de sons via des écouteurs. Les sujets sont invités à répondre à certains stimuli en appuyant sur un bouton. Tous les stimuli sont présentés à un niveau confortable. La tâche cognitive effectuée pendant le comportemental est un paradigme de suivi d'objet/détection de cible dans lequel les sujets indiquent si une cible est présentée ou non à chaque essai expérimental. La cible, lorsqu'elle est présentée, est un stimulus visuel au seuil de détectabilité. Lors de certains essais, les sujets recevront des signaux indiquant l'emplacement de la cible et/ou des caractéristiques qui faciliteront la détection de la cible. Les sujets seront invités à signaler en appuyant sur un bouton sur une boîte de réponse. Les sujets recevront des pauses toutes les 5 à 10 minutes ou plus fréquemment s'ils le souhaitent.

IRM ET PHARMACOLOGIE :

Séances :

Pour les expériences impliquant l'IRM, il y aura un total de 6 sessions réparties sur plusieurs jours, réparties en deux parties expérimentales. Il y aura deux séances d'IRM de base sans donépézil/placebo et 4 séances de test (deux donépézil, deux placebo). Les sujets recevront une pilule de donépézil (2,5 ou 5 ou 10 mg) ou un placebo par session. Le choix de la pilule sera déterminé par le lancer d'une pièce de monnaie. La pilule non retenue pour la première partie expérimentale sera administrée lors de la deuxième partie expérimentale.

Pour les expériences d'IRM, l'expérimentateur accompagnera le sujet au centre d'imagerie cérébrale de Li Ka Shing environ 2,5 heures après l'administration de la pilule, et les mesures d'IRMf commenceront environ 3 heures après l'administration de la pilule. Les séances d'IRM durent généralement de 1 à 2,5 heures et le sujet bénéficie de pauses fréquentes. Le sujet peut arrêter l'expérience à tout moment. Les sujets subissant une IRM seront invités à s'allonger sur le dos dans le scanner IRM. Avant d'être numérisée, une bobine d'imagerie IRM en plastique sera placée autour de la tête du sujet. Le sujet n'entrera pas en contact avec la bobine pendant l'expérience. Des coussinets en mousse seront placés autour de la tête du sujet pour limiter les mouvements de la tête pendant l'étude.

Tâche:

Une tâche cognitive typique impliquera la présentation d'images ou de mots sur un écran d'ordinateur ou de sons via des écouteurs. Les sujets sont invités à répondre à certains stimuli en appuyant sur un bouton. Tous les stimuli sont présentés à un niveau confortable. La tâche cognitive effectuée pendant le comportemental est un paradigme de suivi d'objet/détection de cible dans lequel les sujets indiquent si une cible est présentée ou non à chaque essai expérimental. La cible, lorsqu'elle est présentée, est un stimulus visuel au seuil de détectabilité. Lors de certains essais, les sujets recevront des signaux indiquant l'emplacement de la cible et/ou des caractéristiques qui faciliteront la détection de la cible. Les sujets seront invités à signaler en appuyant sur un bouton sur une boîte de réponse. Les sujets recevront des pauses toutes les 5 à 10 minutes ou plus fréquemment s'ils le souhaitent.