Optische neuroimaging en cognitie (ONAC)

Er zijn verschillende vormen van dementie, waaronder de ziekte van Alzheimer (AD) en Dementie met Lewy Bodies (DLB). Vanwege de overlappende symptomatologie bij verschillende vormen van dementie en het gebrek aan objectieve biomarkers die momenteel beschikbaar zijn voor dementie, zijn er veel misdiagnoses. Bovendien is de overgang van wat algemeen wordt beschouwd als een tussenstadium, Mild Cognitive Impairment (MCI) genoemd, naar dementie niet goed gedefinieerd. Neurovasculaire en metabole stoornissen zijn sterk in verband gebracht met neurodegeneratie en dementie, maar een mechanistisch begrip van deze link is nog niet volledig ontwikkeld.

Nabij-infraroodspectroscopie (NIRS) is een niet-invasieve, niet-ioniserende en draagbare neuroimaging-techniek die licht gebruikt om veranderingen in de concentratie van zuurstofrijk en zuurstofarm hemoglobine in de hersenen te kwantificeren. Als zodanig is het een zeer aantrekkelijk alternatief voor functionele Magnetic Resonance Imaging, omdat het toegang geeft tot een grotere verscheidenheid aan individuen, kan worden gebruikt aan het bed of bij de patiënt thuis, en het is aanzienlijk minder indringend.

Om vast te stellen hoe de hemodynamiek en het metabolisme van de hersenen bij dementie zijn veranderd, zal deze studie NIRS gebruiken bij 25 patiënten met AD, 25 patiënten met DLB, 50 patiënten met MCI en 100 gezonde controles van dezelfde leeftijd. Deze studie zal worden uitgevoerd door de School of Technology en de School of Clinical Medicine aan de Universiteit van Cambridge.

Ten eerste zullen de onderzoekers verschillende cognitieve tests uitvoeren bij deze patiëntengroepen terwijl ze de hersenactiviteit meten met behulp van een geavanceerd NIRS-apparaat met dubbele golflengte en hoge dichtheid om in kaart te brengen hoe de hemodynamica van de hersenen verandert bij dementie. Ten tweede zullen de onderzoekers verdere cognitieve tests uitvoeren met behulp van breedband NIRS om te meten hoe het neurometabolisme is veranderd in de patiëntengroepen. De onderzoekers zullen de optische gegevens ook relateren aan verschillende facetten van cognitie die deze cognitieve tests zullen meten, waaronder geheugen, aandacht en motorische functie. Er zullen ook verschillende vragenlijsten worden afgenomen om niet-cognitieve symptomen zoals depressie en slaapstoornissen te beoordelen. Als deelnemers aan de patiëntengroepen geen MRI-scan (Magnetic Resonance Imaging) hebben ondergaan, of dit meer dan twee jaar geleden hebben gedaan, zullen zij ook een MRI-scan ondergaan om de lokalisatie van hersenactiviteit mogelijk te maken, gemeten door NIRS, rekening houdend met individuele verschillen in hersenstructuur en atrofiepatronen.

De onderzoekers zullen alle patiëntengroepen (AD, DLB, MCI) vergelijken met gezonde controles om te bepalen hoe de hemodynamiek en het metabolisme van de hersenen zijn veranderd bij dementie, en hoe dit zich verhoudt tot zowel gedragsscores (verzameld tijdens cognitieve tests) als klinische scores ( gebruikmakend van gegevens die zijn verzameld via vragenlijsten of de eigen klinische geschiedenis van de patiënt). Door de twee NIRS-technieken te combineren, zullen de onderzoekers ook de aard bepalen van de relatie tussen de bloedoxygenatie in het omringende vaatstelsel en de intraneuronale metabolische activiteit, en hoe deze relatie kan veranderen bij dementie en bij verschillende vormen van dementie. Daarnaast passen de onderzoekers computationele methoden toe, zoals machine learning, om hemodynamische en/of metabole kenmerken te identificeren voor gebruik als biomarkers in de kliniek.