Dynamische connectiviteit onder metabolische beperkingen

In deze studie onderzoeken we de impact van insulineresistentie op de versnelling van hersenveroudering en testen we of verhoogde insulineresistentie van neuronen kan worden tegengegaan door gebruik te maken van alternatieve metabole routes (bijv. Ketonen in plaats van glucose). Deze studie heeft drie armen, die samen synergetische gegevens opleveren. Voor alle drie de armen worden de proefpersonen getest in een ontwerp binnen de proefpersoon dat bestaat uit 2-3 testsessies, met een tussenpoos van 1-14 dagen, en tegenwicht voor bestelling. Tijdens elke sessie meten we de impact van brandstof (glucose in de ene sessie, ketonen in de andere) op de hersenstofwisseling en het bijbehorende functioneren. Voor Arms 1-2 is onze primaire experimentele maatstaf functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI), die we zullen gebruiken om de zelforganisatie van functionele netwerken na veranderingen in vraag en aanbod van energie te volgen. Arm 1 test de impact van endogene ketonen die worden geproduceerd door over te schakelen op een koolhydraatarm dieet, terwijl Arm 2 de impact test van exogene ketonen die worden geconsumeerd als voedingssupplement. Voor arm 3 gebruiken we gelijktijdige magnetische resonantiespectroscopie/positronemissietomografie (MR/PET) om de impact van exogene ketonen op de productie van glutamaat en GABA, belangrijke neurotransmitters, te kwantificeren.

Proefpersonen krijgen de mogelijkheid om deel te nemen aan meer dan één van de Arms, maar dit wordt niet verwacht of vereist.

Voorafgaand aan scans ontvangen proefpersonen een door een arts toegediende geschiedenis en lichamelijk onderzoek (H&P), die vitale functies, een orale glucosetolerantietest (OGTT) en het uitgebreide metabolische bloedpanel omvat. Deze zullen worden gebruikt om diabetes, nierziekte en elektrolyten te beoordelen. Als proefpersonen slagen voor de screening, krijgen ze de mogelijkheid om deel te nemen aan een of meer armen, waaronder neuroimaging. Om een ​​kwantitatieve meting te geven van de in de tijd variërende metabolische activiteit tijdens de scan, op basis van kwantitatieve modellen van glucose- en ketonregulatie, en om veiligheidsstopregels te kunnen implementeren (zie hieronder), zullen we driemaal een speldenprikbloedmonster nemen. tijdstippen: voorafgaand aan de scan, na consumptie van de glucose- of ketonendrank en na voltooiing van de scan. Om de effecten van een verhoogde metabolische vraag te beoordelen, meten we de hersenrespons op cognitieve belasting, waarbij we overgaan van rusttoestand naar ruimtelijk redeneren via een Tetris-taak. Om de effecten van verhoogde metabole toevoer te beoordelen, meten we de hersenrespons op glucose- of ketonenbolus.