Vagus szomatoszenzoros kiváltott lehetőségek és közeli infravörös spektroszkópia a demencia korai diagnosztizálásában (Vogel)

Népességünk élettartamának növekedésével a demencia szindrómák előfordulása növekszik. A demencia leggyakoribb oka az Alzheimer-kór (AD), de még mindig nem gyógyítható. Így az AD egyre nagyobb orvosi, társadalmi és gazdasági jelentőséggel bír.

Az elmúlt 30 év intenzív tudományos munkája számos különböző tényezőt azonosított, amelyek hozzájárulnak az AD patogeneziséhez. Ezek az összetett folyamatok specifikus terápiás lehetőségeket eredményeznek, amelyeket jelenleg klinikai vizsgálatok során vizsgálnak. A figyelembe vett kockázati tényezőtől vagy a konkrét terápiás beavatkozástól függetlenül a kezelést az AD túlzott preklinikai folyamatában a lehető legkorábban el kell kezdeni, mivel az akadályozhatja az amiloid plakkok vagy neurofibrillumok képződését. Különösen a neuroprotektív beavatkozások hatékonyabbak, minél kevesebb idegsejt károsodik visszafordíthatatlanul. Ezért a kialakuló vagy kezdődő AD korai diagnosztizálása rendkívül fontos. Hasonlóképpen, az AD-re jellemző terápiás lehetőségek fényében fontosnak tűnik a demencia más formáitól való differenciáldiagnózisa.

Ezért egy ideális vizsgálati módszernek nemcsak könnyen kivitelezhetőnek, költséghatékonynak, megismételhetőnek, nem invazívnak és a betegek számára kényelmetlennek kell lennie, hanem különösen a betegség korai stádiumait kell kimutatnia, és lehetőség szerint figyelembe kell vennie az AD kialakulását. - specifikus változások. Nyilvánvaló, hogy a mai rutin vizsgálati módszerek az AD vagy MCI diagnosztizálásában, mint például a mágneses rezonancia képalkotás, az agy-gerincvelői folyadék analízise vagy a pozitronemissziós tomográfia nem felelnek meg minden követelménynek. Így egyetlen diagnosztikai teszt hiányában, és felismerve a biomarkerek kombinálásának szükségességét a diagnosztikai pontosság növelése érdekében, továbbra is szükség van olyan módszerekre, amelyek megkerülik ezeket a hátrányokat.

Mivel a betegség korai sejtes változásai várhatóan már jóval a súlyos morfológiai elváltozások bekövetkezése előtt befolyásolják az agyműködést, ezeket az elváltozásokat elsősorban funkcionális vizsgálattal kell vizsgálni, amely neurokognitív módszerekkel, például intenzív neuropszichológiai értékeléssel, elektrofiziológiai vagy funkcionális agyi képalkotó módszerekkel végezhető el.

Neuropszichológiai értékelés Korábbi tanulmányok különböző kognitív mérőszámok prediktív érvényességét vizsgálták az AD kialakulásában, mint például az asszociatív tanulás, a verbális fluencia és a konstruktív gyakorlat. Mint ilyen, a verbális és non-verbális memória, a vizuális-térbeli és végrehajtó funkciók, valamint a verbális fluencia a végrehajtó komponenssel alkalmasnak tűnik a kogníció romlásának követésére. Azokra az alanyokra, akiknél később AD vagy MCI fejlődik ki az egészséges kontrollokhoz képest, az epizodikus memória (Késleltetett verbális és vizuális memória és asszociatív tanulás) és a szemantikai verbális fluencia terén a rosszabb teljesítmény jellemző. Ezért ésszerűnek tűnik egy kiterjesztett neuropszichológiai tesztelés ezen kognitív folyamatok mérésére, különösen az egyéb diagnosztikai módszerek további előnyeinek értékelésére.

Vagus szomatoszenzoros kiváltott potenciálok (VSEP) Amint ma tudjuk, az AD hosszú preklinikai lefolyású, specifikus AD patológiák, például neurofibrilláris gubancok, előre látható lépések egyenletes sorrendjében terjedő mintázatával. Ezen magok közül sok, amelyek korán érintettek az AD-ben, mint például a Locus caeruleus, a nucleus parabrachialis vagy a Raphe magok, egyformán részt vesznek a X. agyideg, a Vagus ideg afferenciáiban. Laboratóriumunk hipotézisvezérelt megközelítést alkalmazva kidolgozott egy módszert az alsó agytörzsben lévő Vagus-rokon sejtmagok funkcionális felmérésére, amely a Vagus ideg szomatoszenzoros kiváltott potenciáljainak (VSEP) technikáját eredményezte. Ez a módszer egyrészt a kiváltott potenciálok által a korai funkcionális változások elérhetőségét, másrészt a Vagus afferenciákat tartalmazó agytörzsi sejtmagok korai érintését célozza meg az AD során.

A VSEP módszere kihasználja a Vagus ideg (ABVN) auricularis ágának transzkután stimulációját. Feltételezhető, hogy ennek az idegnek az egyetlen szenzoros része, amely beidegzi a tragus külső akusztikáját. Erről a bőrágról kimutatták, hogy a Vagus afferenciákhoz a Solitary tract nucleuson keresztül jut hozzá, amely az AD során is érintett.

A VSEP technikája pedig módszertani szempontból jól jellemezhető. Számos felfedezés arra utal, hogy a megfigyelt potenciálok az agytörzs szintjén keletkeznek, és a fejbőr távoli térpotenciáljáig minden mellékhatás nélkül kimutathatók. A VSEP reprodukálható, és az amplitúdók, valamint a késleltetési idők az akusztikus kiváltott potenciálok megfelelő paramétereinek tartományában vannak. A funkcionális mágneses képalkotással végzett részletes vizsgálatok a Vagus fő ág hagyományos invazív stimulációjára adott válaszként az ABVN stimuláció hatására agykérgi aktivációs mintázatot tártak fel. Egy későbbi munkában kimutatták, hogy az agytörzsi aktiváció is részt vesz, ami összefüggésbe hozható a felszálló Vagus idegvetületekkel.

Mint ilyen, a VSEP-t javasolták az AD és az enyhe kognitív károsodás (MCI) korai felismerésének lehetséges eszközeként. A VSEP látencia mindkét csoportban szignifikánsan hosszabb volt az egészséges kontrollokhoz képest. Vascularis demenciában és major depresszióban szenvedő betegeknél nem találtunk különbséget a VSEP paraméterekben.

Közeli infravörös spektroszkópia (NIRS) A NIRS közeli infravörös fény segítségével méri az agy oxigénellátásának változásait 650-850 nm hullámhosszon. A NIRS elve a neurovaszkuláris csatolás elvén alapul, miszerint az agy regionális neuronális aktivációja az agyszövet metabolizmusának és oxigénellátásának fokozódásához vezet az adott régióban, amit fokozott regionális agyi véráramlás kísér. Ez viszont megnövekedett oxigéntelítettséghez vezet az oxigénezett hemoglobin emelkedett koncentrációjával és a deoxigénezett hemoglobin koncentrációjának csökkenésével.

Az elmúlt években a funkcionális NIRS-t (fNIRS) egyre gyakrabban alkalmazták a kérgi területek oxigénszaturációjában bekövetkezett változások mérésére különféle kognitív feladatok során, mint például a verbális fluencia teszt, és így nem csak a vizuális és a motoros specifikus kérgi aktiváció kimutatására. rendszerben, hanem a kognitív feladatok szempontjából releváns kérgi területeken is, mint például a prefrontális és parietális kéreg, amelyek stabilak és replikálhatók. Az AD esetében egyre több irodalom számol be deviáns fNIRS aktiválási mintákról különféle feladatokhoz. Fiatal egészséges alanyok például a prefrontális kéreg külön aktivációs mintázatát mutatták a verbális fluencia teszt (VFT) során, amely bal féltekei lateralizációt mutatott, amely az életkorral csökkent a viselkedési teljesítmény csökkenése nélkül. Ezzel szemben az AD-ben szenvedő alanyok rosszabb viselkedési teljesítményt és még súlyosabb prefrontális aktiváció-csökkenést, valamint csökkent bal oldali oldalirányúságot mutattak, mint egy életkorhoz igazított egészséges kontrollcsoporthoz képest. Hasonlóképpen kimutatták, hogy a vonalorientációs paradigmát végrehajtó AD-s alanyok frontális és parietális kéreg területén az fNIRS aktivációs mintázata egyértelműen eltér az egészséges kontrolloktól.

A vizsgálat célja Összefoglalva, a VSEP, az fNIRS és a neuropszichológiai minősítés képes megkülönböztetni az AD-t az egészséges kontrolloktól. Elméleti szempontból ezek a módszerek akár a betegség korai stádiumban történő kimutatására is alkalmasak lehetnek. Hogy ezek valóban alkalmasak-e erre a célra, azt az itt bemutatott tanulmányban kell megvizsgálni. Ezért célunk volt ezen módszerek prediktív értékének tesztelése az AD korai felismerésében. Az itt bemutatott kutatási projektben 600, VSEP, fNIRS és kiterjesztett neuropszichológiai, szomatikus és laboratóriumi vizsgálattal kezdetben megvizsgált alanyt 3 és 6 évvel később újra megvizsgálnak. A tanulmányban tesztelendő hipotézis szerint az AD-t vagy MCI-t kifejlődő alanyok a megfigyelési időszakban hosszabb VSEP-latenciát, eltérő fNIRS-oxigénezési mintát és alacsonyabb neuropszichológiai besorolást mutatnak a kiindulási demencia szintje alatt, mint azok, akik kognitív szempontból stabilak maradnak.