脳内の視覚的空間表現に対するアセチルコリンと注意の影響

このプロジェクトの長期的な目的は、注意とアセチルコリンが視覚と視覚環境の脳の表現にどのように影響するかを特徴づけることです。 アセチルコリンは天然に存在する神経伝達物質であり、持続的な注意の期間中にアセチルコリンの放出が上昇します. アセチルコリンと注意の両方が視覚の側面を強化しますが、その根底にある脳のメカニズムはよくわかっていません. 提案された研究では、機能的磁気共鳴画像法 (fMRI) と MRS (磁気共鳴分光法) を使用して視覚刺激に対する脳の反応を測定することにより、健康な人間の被験者におけるこれらの問題に対処します。 私たちの以前の研究では、脳内のアセチルコリンのレベルが増加すると、視覚環境の脳の表現の空間解像度が向上することが示されています. 提案された研究は、どの脳領域がアセチルコリンのこの効果を媒介するかを正確に記録し、脳内の空間分解能のこれらの尺度に対する注意の効果も特徴付けます.

fMRI (機能的磁気共鳴画像法) と MRS (磁気共鳴分光法) の技術は、どちらも MRI のサブタイプであり、被験者が視覚的注意タスクを実行している間のさまざまな脳領域の脳活動を測定するために使用されます。 大脳皮質のアセチルコリンのレベルは、アセチルコリンを代謝する酵素であるアセチルコリンエステラーゼの阻害剤であるドネペジルの投与によって増強されます。 さらに、MRS の手法を使用して、さまざまな脳領域のアセチルコリンのレベルを局所的に定量化します。

注意が脳内でどのように表現され、視覚刺激の処理にどのように影響するかについての情報を提供することに加えて、現在の実験は、前脳基底部から大脳皮質へのコリン作動性投射の機能にも光を当てるはずです。 この投影はアルツハイマー病で選択的に損なわれると考えられているため、健康な脳におけるその機能に関する知識は、この疾患の病因を理解し、適切な治療法を開発するのに役立つ可能性があります。

行動薬理学：

セッション:

被験者は、スキャナーの外で数日間にわたって 6 つの行動セッションを実行し、2 つの実験部分に分割されます。 ドネペジル/プラセボを使用しないベースライン セッションが 2 回、ドネペジル/プラセボを使用するテスト セッションが 4 回あります。 各行動 (スキャナー外) セッションは 1 ～ 2 時間続きます。 テストセッション中、被験者にはセッションごとに1錠（2.5または5または10mg）のドネペジルまたはプラセボが与えられます。 錠剤の選択は、コイントスによって決定されます。 薬物投与量 (2.5 または 5 または 10mg) は、薬物投与量あたりの参加者数が等しくなるように決定されます。 ペアの最初の実験セッションで選択されなかった錠剤 (薬物またはプラセボ) は、2 回目の実験セッションで投与されます。

タスク：

典型的な認知課題には、コンピュータ モニタ上での画像や単語の提示、またはヘッドフォンからの音声の提示が含まれます。 被験者は、ボタンを押して特定の刺激に反応するよう求められます。 すべての刺激は快適なレベルで提示されます。 行動中に実行される認知タスクは、被験者が各実験的試行でターゲットが提示されているかどうかを示すオブジェクト追跡/ターゲット検出パラダイムです。 ターゲットは、提示されたとき、検出可能なしきい値の視覚刺激です。 一部の試験では、被験者はターゲットの位置やターゲットの検出を容易にする機能を示す手がかりを受け取ります。 被験者は、回答ボックスのボタンを押して報告するよう求められます。 被験者は 5 ～ 10 分ごと、または必要に応じてそれ以上の頻度で休憩を取ります。

MRIと薬理学:

セッション:

MRI を含む実験の場合、数日間にわたって合計 6 セッションがあり、2 つの実験部分に分割されます。 ドネペジル/プラセボなしの 2 つのベースライン MRI セッションと 4 つのテスト セッション (2 つのドネペジル、2 つのプラセボ) があります。 被験者には、セッションごとに1錠（2.5または5または10mg）のドネペジルまたはプラセボが与えられます。 錠剤の選択は、コイントスによって決定されます。 最初の実験部分で選択されなかった錠剤は、2 番目の実験部分で投与されます。

MRI 実験の場合、実験者はピル投与の約 2.5 時間後に被験者を Li Ka Shing の脳画像センターに連れて行き、fMRI 測定はピル投与の約 3 時間後に開始します。 MRI セッションは通常 1 ～ 2.5 時間かかり、被験者には頻繁に休憩が与えられます。 被験者はいつでも実験を中止することができます。 MRIスキャンを受ける被験者は、MRIスキャナーで仰向けになるように求められます。 スキャンする前に、プラスチック製の MRI イメージング コイルが被験者の頭の周りに配置されます。 被験者は、実験中にコイルと接触することはありません。 研究中の頭の動きを制限するために、フォームパッドを被験者の頭の周りに配置します。

タスク：

典型的な認知課題には、コンピュータ モニタ上での画像や単語の提示、またはヘッドフォンからの音声の提示が含まれます。 被験者は、ボタンを押して特定の刺激に反応するよう求められます。 すべての刺激は快適なレベルで提示されます。 行動中に実行される認知タスクは、被験者が各実験的試行でターゲットが提示されているかどうかを示すオブジェクト追跡/ターゲット検出パラダイムです。 ターゲットは、提示されたとき、検出可能なしきい値の視覚刺激です。 一部の試験では、被験者はターゲットの位置やターゲットの検出を容易にする機能を示す手がかりを受け取ります。 被験者は、回答ボックスのボタンを押して報告するよう求められます。 被験者は 5 ～ 10 分ごと、または必要に応じてそれ以上の頻度で休憩を取ります。