Neuroimaging ottico e cognizione (ONAC)

Esistono diversi tipi di demenza tra cui la malattia di Alzheimer (AD) e la demenza a corpi di Lewy (DLB). A causa della sintomatologia sovrapposta tra i tipi di demenza e della mancanza di biomarcatori oggettivi attualmente disponibili per la demenza, i tassi di diagnosi errate sono elevati. Inoltre, la transizione da quello che è comunemente considerato uno stadio intermedio, definito Mild Cognitive Impairment (MCI), alla demenza, non è ben definita. La disfunzione neurovascolare e metabolica è stata fortemente collegata alla neurodegenerazione e alla demenza, tuttavia, una comprensione meccanicistica di questo legame non è stata completamente sviluppata.

La spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) è una tecnica di neuroimaging non invasiva, non ionizzante e portatile che utilizza la luce per quantificare i cambiamenti nella concentrazione di emoglobina ossigenata e deossigenata nel cervello. In quanto tale, è un'alternativa molto attraente alla risonanza magnetica funzionale in quanto consente l'accesso a una più ampia varietà di individui, può essere utilizzata al capezzale o nelle case dei pazienti ed è significativamente meno invadente.

Per identificare come l'emodinamica e il metabolismo del cervello sono alterati nella demenza, questo studio utilizzerà la NIRS in 25 pazienti con AD, 25 pazienti con DLB, 50 pazienti con MCI e 100 controlli sani di pari età. Questo studio sarà condotto dalla School of Technology e dalla School of Clinical Medicine dell'Università di Cambridge.

In primo luogo, i ricercatori eseguiranno diversi test cognitivi in ​​questi gruppi di pazienti misurando l'attività cerebrale utilizzando un dispositivo NIRS all'avanguardia, a doppia lunghezza d'onda e ad alta densità per mappare il modo in cui l'emodinamica del cervello viene alterata nella demenza. In secondo luogo, i ricercatori eseguiranno ulteriori test cognitivi utilizzando NIRS a banda larga per misurare in che modo il neurometabolismo viene alterato nei gruppi di pazienti. Gli investigatori collegheranno anche i dati ottici a diversi aspetti della cognizione che questi test cognitivi misureranno, tra cui la memoria, l'attenzione e la funzione motoria. Saranno inoltre somministrati diversi questionari per valutare sintomi non cognitivi come depressione e disturbi del sonno. Se i partecipanti ai gruppi di pazienti non hanno avuto una risonanza magnetica (MRI), o ne hanno fatto uno più di due anni fa, eseguiranno anche una scansione MRI per consentire la localizzazione dell'attività cerebrale, misurata dal NIRS, tenendo conto delle differenze individuali in struttura del cervello e modelli di atrofia.

Gli investigatori confronteranno tutti i gruppi di pazienti (AD, DLB, MCI) con controlli sani per determinare in che modo l'emodinamica e il metabolismo del cervello sono alterati nella demenza, nonché come ciò si correla sia ai punteggi comportamentali (raccolti durante i test cognitivi) sia ai punteggi clinici ( utilizzando i dati raccolti dai questionari o la storia clinica del paziente). Combinando le due tecniche NIRS, i ricercatori determineranno anche la natura della relazione tra l'ossigenazione del sangue nel sistema vascolare circostante e l'attività metabolica intra-neuronale, e come questa relazione può essere alterata nella demenza e attraverso diversi tipi di demenza. Inoltre, gli investigatori applicheranno metodi computazionali, come l'apprendimento automatico, per identificare le firme emodinamiche e/o metaboliche da utilizzare come biomarcatori nella clinica.