Het meten van de vloeistofstroom in de hersenen met behulp van alcohol en MRI bij gezonde deelnemers

Studie hypothese:

Intracraniële interstitiële vloeistofstroom (ISF) is cruciaal voor een adequate verwijdering van extracellulaire afvalproducten uit het hersenparenchym. Recente demonstraties hebben aangetoond dat het tekort ervan leidt tot accumulatie van neurodegeneratieve aandoeningen. De hypothese van dit project is dat MRS en/of MTI kan worden gebruikt om een ​​kwantitatieve meting te geven van de intracraniale interstitiële vloeistofstroom.

Doelen:

Het primaire doel is om een ​​kwantitatieve meting te geven van de ISF-stroomsnelheid door het hersenparenchym. Dit zal worden uitgevoerd door meerdere metingen uit te voeren van de karakteristieke ethanolpiek op verschillende tijdstippen met MRS of ethanolgerelateerde afnamen in het waterverzadigingssignaal in MTI, na inname. Hierdoor kan de doorvoer van ethanol, die gelijk is aan de doorvoer van ISF, worden verkregen en gerapporteerd met behulp van gemeenschappelijke transportparameters zoals time-to-peak (TTP) en gemiddelde transittijd (MTT).

Secundaire doelstellingen omvatten het bepalen van een bereik van waarden die kunnen worden beschouwd als normale bereiken voor ISF-stroomsnelheden bij gezonde personen. Dit zal nuttig zijn in toekomstige experimenten wanneer dergelijke waarden zullen worden vergeleken met snelheden die worden gemeten voor individuen met verschillende soorten intracraniale pathologie.

ONDERZOEKSONDERZOEK OPZET:

Dit proefproject zal experimenteel zijn met als doel het bepalen van de beste kwantitatieve criteria van ethanol MRS of MTI-labeling van intracraniale ISF-flowgegevens om een ​​betrouwbare klaringsmetriek te geven. Om dit te bereiken, zullen bij de eerste proof of concept-studie 10 gezonde mannelijke vrijwilligers tussen de 20 en 75 jaar betrokken zijn die het ethanol-MRS- of MTI-protocol ondergaan. Dit werk zal kwantitatief van aard zijn, aangezien discrete MR-signalen zullen worden gemeten en geanalyseerd.

Gegevensverzameling Studiedeelnemers moeten minimaal 6 uur hebben gevast voorafgaand aan het begin van het experiment en gedurende 12 uur geen alcohol hebben gedronken. Een lid van het onderzoeksteam zal een snelle screening uitvoeren van de medicijnen van de deelnemer, het alcoholgebruik en eventuele neurologische aandoeningen voordat het onderzoek wordt voortgezet om te controleren of alle vrijwilligers voldoen aan alle inclusiecriteria voor het onderzoek.

Gegevens zullen worden verkregen met behulp van magnetische resonantiespectroscopie (MRS), magnetische resonantie spectroscopische beeldvorming (MRSI) of magnetisatieoverdrachtsbeeldvorming (MTI). Een relatief korte opname (5-7 minuten) zal worden herhaald om een ​​tijdsverloop te verkrijgen voor de doorvoer van ethanol door de hersenen.

Elke studiedeelnemer ondergaat MR-acquisitie vóór inname van ethanol. De vrijwilliger krijgt dan een ethanolhoudende drank. Het ethanolgehalte zal ongeveer 0,5 g/kg zijn, gemengd in 355 ml van een niet-cafeïnehoudende, suikervrije koolzuurhoudende drank, zoals eerder is gedaan in andere MRS-experimenten met menselijke ethanol (7). De drank moet binnen 5 minuten worden geconsumeerd en kan worden verstrekt via een doorzichtige plastic slang, zodat de proefpersoon niet uit de scanner hoeft te worden gehaald. De alcoholconcentratie in het bloed (BAG) voor dit werk zal naar verwachting niet hoger zijn dan 0,05%, wat als een laag niveau wordt beschouwd, aan het einde van het experiment.

Na het nuttigen van de ethanolbevattende drank, zullen opnieuw verkenningsbeelden worden verkregen om de voxels voor elk volgend spectraal beeld opnieuw te lokaliseren als studiedeelnemers terug in de MR-scanner moeten worden geplaatst (bijv. geen ethanol binnengekregen via de slang). MRS, MRSI of MTI wordt uitgevoerd bij ~5-7 minuten/spectrum of afbeelding, waarbij het proces gedurende 60-90 minuten continu wordt herhaald. Tijdens het scannen kan de patiënt worden gevraagd om te ademen door de ClearMateTM, een speciaal ontworpen, MR-compatibel niet-rebreathing-circuit dat zuurstof en kooldioxide levert waardoor iemands alcoholpromillage snel daalt.

Na de definitieve verwerving wordt de patiënt naar een bewaakte ruimte gebracht waar hij/zij zal blijven totdat het ethanolgehalte in het bloed via een standaard ademanalysetest onder 0,05% wordt geregistreerd. Zodra de deelnemer aan deze vereiste heeft voldaan en heeft verklaard dat hij zich veilig voelt om het pand te verlaten, staat het hem vrij om binnen de aanbevelingen van het onderzoek te gaan en wordt zijn deelname als voltooid beschouwd. Adembemonstering wordt uitgevoerd met tussenpozen van 30 minuten als deze nog steeds hoog is.

Ten slotte, aangezien de meest nauwkeurige manier om de kinetiek van alcohol in het bloed te beoordelen, is door vergelijkingen te maken van arteriële en veneuze bloedspiegels, zullen perifere arteriële lijnen worden ingevoegd (door een anesthesist van het Sunnybrook-personeel) bij een paar geselecteerde studiedeelnemers. Periodieke arteriële bloedmonsters van deze personen zullen worden gemeten op het alcoholgehalte in het bloed en worden vergeleken met de waarden voor bloedmonsters die gelijktijdig worden afgenomen uit de perifere intraveneuze lijn.