Somatosensoryczne potencjały wywołane nerwu błędnego i spektroskopia w bliskiej podczerwieni we wczesnej diagnostyce demencji (Vogel)

Wraz z wydłużaniem się życia naszej populacji wzrasta częstość występowania zespołów otępiennych. Najczęstszą przyczyną demencji jest choroba Alzheimera (AD) i nadal nie jest ona uleczalna. Tak więc AD ma coraz większe znaczenie medyczne, społeczne i ekonomiczne.

Intensywne prace naukowe prowadzone w ciągu ostatnich 30 lat pozwoliły zidentyfikować szereg różnych czynników przyczyniających się do patogenezy AD. Te złożone procesy skutkują specyficznymi opcjami terapeutycznymi, które są obecnie badane w badaniach klinicznych. Niezależnie od rozważanego czynnika ryzyka czy konkretnej interwencji terapeutycznej, leczenie należy rozpocząć jak najwcześniej w nadmiernym procesie przedklinicznym AZS, ponieważ może ono zakłócać powstawanie blaszek amyloidowych lub neurofibryli. Szczególnie interwencje neuroprotekcyjne są tym skuteczniejsze, im mniej neuronów ulega nieodwracalnym uszkodzeniom. Dlatego też wczesna diagnoza rozwijającej się lub początkowej AD powinna mieć ogromne znaczenie. Podobnie, w świetle możliwości terapeutycznych swoistych dla AD, istotne wydaje się jej odróżnienie od innych postaci otępienia.

Dlatego idealna metoda badania powinna być nie tylko łatwa do przeprowadzenia, opłacalna, powtarzalna, nieinwazyjna i pozbawiona dyskomfortu dla pacjentów, ale przede wszystkim wykrywać wczesne stadia choroby i w miarę możliwości uwzględniać rozwój AZS -specyficzne zmiany. Oczywiście, dzisiejsze rutynowe metody badawcze w diagnostyce AD ​​lub MCI, takie jak obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego, analiza płynu mózgowo-rdzeniowego czy pozytonowa tomografia emisyjna, nie spełniają wszystkich tych wymagań. Tak więc, wobec braku jednego testu diagnostycznego i uświadomienia sobie konieczności łączenia biomarkerów w celu zwiększenia dokładności diagnostycznej, nadal potrzebne są metody, które obejdą wszystkie te wady.

Ponieważ oczekuje się, że wczesne zmiany komórkowe choroby będą miały wpływ na funkcjonowanie mózgu na długo przed wystąpieniem poważnych zmian morfologicznych, zmiany te należy przede wszystkim badać za pomocą badania funkcjonalnego, które można przeprowadzić metodami neurokognitywnymi, takimi jak intensywna ocena neuropsychologiczna lub elektrofizjologicznymi lub funkcjonalnymi metodami obrazowania mózgu.

Ocena neuropsychologiczna We wcześniejszych badaniach oceniano trafność predykcyjną różnych miar poznawczych dotyczących rozwoju AD, takich jak uczenie się asocjacyjne, płynność werbalna i konstruktywna praktyka. Jako takie, pamięć werbalna i niewerbalna, funkcje wzrokowo-przestrzenne i wykonawcze oraz fluencja słowna z komponentą wykonawczą wydają się być odpowiednie do śledzenia pogorszenia funkcji poznawczych. Wiadomo, że u osób, u których później rozwinęła się AD lub MCI, w porównaniu ze zdrowymi kontrolami, charakterystyczne są gorsze wyniki w pamięci epizodycznej według (opóźniona pamięć werbalna i wzrokowa oraz uczenie asocjacyjne) oraz w semantycznej fluencji werbalnej. Rozszerzone testy neuropsychologiczne w celu pomiaru tych procesów poznawczych wydają się zatem uzasadnione, w szczególności w celu oceny dodatkowych korzyści innych metod diagnostycznych.

Błędne somatosensoryczne potencjały wywołane (VSEP) Jak wiemy dzisiaj, AD ma długi przebieg przedkliniczny z rozprzestrzenianiem się określonej patologii AD, takiej jak splątki neurofibrylarne, w jednolitej sekwencji przewidywalnych etapów. Wiele z tych jąder, które są wcześnie zaangażowane w AD, jak Locus caeruleus, jądro przyramienne lub jądra Raphe'a, bierze równy udział w aferencjach X-tego nerwu czaszkowego, nerwu błędnego. Nasze laboratorium zastosowało oparte na hipotezach podejście do opracowania metody oceny czynnościowej jąder związanych z nerwem błędnym w dolnym pniu mózgu, co zaowocowało techniką somatosensorycznych potencjałów wywołanych nerwu błędnego (VSEP). Celem tej metody jest z jednej strony dostępność wczesnych zmian czynnościowych przez wywołane potencjały, az drugiej wczesne zajęcie określonych jąder pnia mózgu obejmujących aferencje nerwu błędnego w przebiegu AD.

Metoda VSEP wykorzystuje przezskórną stymulację gałęzi usznej nerwu błędnego (ABVN). Przypuszcza się, że jest to jedyna czuciowa część tego nerwu unerwiająca części akustyki przewodu zewnętrznego w skrawce. Wykazano, że ta gałąź skórna uzyskuje dostęp do aferencji nerwu błędnego przez jądro pasma samotnego, które również jest zajęte w przebiegu AD.

Tymczasem technika VSEP jest dobrze scharakteryzowana z metodologicznego punktu widzenia. Istnieje wiele odkryć sugerujących, że obserwowane potencjały są generowane na poziomie pnia mózgu i mogą być wykrywane jako potencjały pola dalekiego na skórze głowy bez żadnych skutków ubocznych. VSEP są powtarzalne, a amplitudy i latencje mieszczą się w zakresie odpowiednich parametrów akustycznych potencjałów wywołanych. Szczegółowe badania za pomocą funkcjonalnego obrazowania magnetycznego ujawniły wzorzec aktywacji korowej po stymulacji ABVN porównywalny ze wzorem aktywacji w odpowiedzi na konwencjonalną inwazyjną stymulację głównej gałęzi nerwu błędnego. W kolejnej pracy wykazano nawet zaangażowanie aktywacji pnia mózgu, które może być związane z wstępującymi projekcjami nerwu błędnego.

W związku z tym zaproponowano VSEP jako możliwy sposób wczesnego wykrywania AD i łagodnych zaburzeń poznawczych (MCI). Wykazano, że opóźnienia VSEP w obu grupach były znacznie dłuższe w porównaniu ze zdrowymi kontrolami. Nie stwierdzono różnic w parametrach VSEP u pacjentów z otępieniem naczyniowym i dużą depresją.

Spektroskopia w bliskiej podczerwieni (NIRS) NIRS mierzy zmiany w natlenieniu mózgu za pomocą światła bliskiej podczerwieni przy długości fali 650-850 nm. Zasada NIRS opiera się na zasadzie sprzężenia nerwowo-naczyniowego, stwierdzając, że regionalna aktywacja neuronów mózgu prowadzi do zwiększenia metabolizmu i dotlenienia tkanki mózgowej w tym regionie, czemu towarzyszy podwyższony regionalny mózgowy przepływ krwi. To z kolei prowadzi do zwiększonego nasycenia tlenem przy podwyższonych stężeniach utlenionej hemoglobiny i zmniejszonych stężeniach odtlenionej hemoglobiny.

W ostatnich latach funkcjonalny NIRS (fNIRS) był coraz częściej stosowany do pomiaru zmian wysycenia tlenem obszarów korowych podczas różnych zadań poznawczych, takich jak np. ale także w obszarach korowych istotnych dla zadań poznawczych, takich jak kora przedczołowa i ciemieniowa, które pozostają stabilne i powtarzalne. W AD istnieje coraz więcej literatury opisującej dewiacyjne wzorce aktywacji fNIRS dla różnych zadań. Na przykład młodzi, zdrowi ochotnicy wykazywali wyraźny wzór aktywacji kory przedczołowej podczas testu fluencji werbalnej (VFT), wykazując lateralizację lewej półkuli, która zmniejszała się wraz z wiekiem bez spadku wydajności behawioralnej. Natomiast osoby z AD wykazywały gorsze wyniki behawioralne i jeszcze poważniejszy spadek aktywacji przedczołowej, jak również zmniejszoną lateralizację w lewo w porównaniu ze zdrową grupą kontrolną dostosowaną do wieku. Podobnie wykazano, że wzorzec aktywacji fNIRS w obszarach kory czołowej i ciemieniowej u osób z AD wykonujących paradygmat orientacji liniowej wyraźnie różni się od osób zdrowych.

Cel badania Podsumowując, VSEP, fNIRS i ocena neuropsychologiczna są w stanie odróżnić AD od zdrowych osób z grupy kontrolnej. Z teoretycznego punktu widzenia metody te powinny nawet nadawać się do wykrywania choroby we wczesnych fazach. Czy rzeczywiście nadają się jako środki do tego celu, zostanie zbadane w niniejszym badaniu. Dlatego naszym celem było przetestowanie wartości predykcyjnej tych metod we wczesnym wykrywaniu AD. W prezentowanym projekcie badawczym 600 osób zbadanych wyjściowo za pomocą VSEP, fNIRS oraz rozszerzonego badania neuropsychologicznego, somatycznego i laboratoryjnego ma zostać ponownie przebadanych po 3 i 6 latach. Hipoteza, która ma zostać przetestowana w ramach tego badania, zakłada, że ​​osoby, u których rozwinęła się AD lub MCI w okresie obserwacji, charakteryzują się dłuższymi latencjami VSEP, innym schematem utlenowania fNIRS i niższymi wynikami w ocenie neuropsychologicznej poniżej poziomu demencji na początku badania niż osoby, które pozostają stabilne poznawczo.