Wpływ acetylocholiny i uwagi na wizualne reprezentacje przestrzenne w mózgu

Długoterminowym celem tego projektu jest scharakteryzowanie, w jaki sposób uwaga i acetylocholina wpływają na percepcję wzrokową i mózgową reprezentację środowiska wizualnego. Acetylocholina jest naturalnie występującym neuroprzekaźnikiem, a uwalnianie acetylocholiny jest zwiększone w okresach ciągłej uwagi. Zarówno acetylocholina, jak i uwaga poprawiają aspekty percepcji wzrokowej, ale podstawowe mechanizmy mózgowe są słabo poznane. Proponowana praca zajmie się tymi pytaniami u zdrowych ludzi za pomocą funkcjonalnego obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (fMRI) i MRS (spektroskopii rezonansu magnetycznego) do pomiaru reakcji mózgu na bodźce wzrokowe. Nasze poprzednie badania wykazały, że zwiększające się poziomy acetylocholiny w mózgu poprawiają rozdzielczość przestrzenną mózgowej reprezentacji środowiska wizualnego. Proponowane badania dokładnie udokumentują, które obszary mózgu pośredniczą w tym działaniu acetylocholiny, a także scharakteryzują wpływ uwagi na te miary rozdzielczości przestrzennej w mózgu.

Technika fMRI (funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego) i MRS (spektroskopia rezonansu magnetycznego), oba podtypy MRI, zostanie wykorzystana do pomiaru aktywności mózgu w różnych obszarach mózgu, podczas gdy badani wykonują zadanie związane z uwagą wzrokową. Poziom acetylocholiny w korze mózgowej zostanie zwiększony po podaniu donepezylu, inhibitora acetylocholinoesterazy, enzymu metabolizującego acetylocholinę. Ponadto technika MRS zostanie wykorzystana do lokalnego określenia ilościowego poziomów acetylocholiny w różnych obszarach mózgu.

Oprócz dostarczenia informacji o tym, jak uwaga jest reprezentowana w mózgu i jak wpływa ona na przetwarzanie bodźców wzrokowych, obecne eksperymenty powinny również rzucić światło na funkcję projekcji cholinergicznej od podstawy przodomózgowia do kory mózgowej. Ponieważ uważa się, że projekcja ta jest selektywnie upośledzona w chorobie Alzheimera, wiedza na temat jej funkcji w zdrowym mózgu może być przydatna do zrozumienia etiologii tej choroby i opracowania odpowiednich terapii.

FARMAKOLOGIA BEHAWIORALNA:

Sesje:

Badani przeprowadzą 6 sesji behawioralnych w ciągu kilku dni poza skanerem, podzielonych na dwie części eksperymentalne. Odbędą się 2 sesje podstawowe bez donepezilu/placebo i 4 sesje testowe z donepezilem/placebo. Każda sesja behawioralna (poza skanerem) będzie trwała 1-2 godziny. Podczas sesji testowej badani otrzymają jedną tabletkę (2,5 lub 5 lub 10 mg) donepezilu lub placebo na sesję. O wyborze pigułki zadecyduje rzut monetą. Dawka leku (2,5 lub 5 lub 10 mg) zostanie ustalona tak, aby zapewnić taką samą liczbę uczestników na dawkę leku. Pigułka (lek lub placebo) niewybrana do pierwszej sesji eksperymentalnej w parze zostanie podana podczas drugiej sesji eksperymentalnej.

Zadanie:

Typowym zadaniem poznawczym będzie prezentacja obrazów lub słów na monitorze komputera lub dźwięków przez słuchawki. Badani proszeni są o reagowanie na określone bodźce poprzez naciśnięcie przycisku. Wszystkie bodźce prezentowane są na komfortowym poziomie. Zadanie poznawcze wykonywane podczas behawioralnego jest paradygmatem śledzenia obiektu / wykrywania celu, w którym badani wskazują, czy cel jest prezentowany, czy nie w każdej próbie eksperymentalnej. Cel, gdy jest prezentowany, jest bodźcem wzrokowym na progu wykrywalności. W niektórych próbach badani otrzymają wskazówki wskazujące lokalizację celu i/lub cechy, które ułatwią wykrywanie celu. Badani zostaną poproszeni o zgłoszenie się, naciskając przycisk w polu odpowiedzi. Badani będą otrzymywać przerwy co 5-10 minut lub częściej, jeśli sobie tego życzą.

MRI I FARMAKOLOGIA:

Sesje:

W przypadku eksperymentów z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego odbędzie się w sumie 6 sesji w ciągu kilku dni, podzielonych na dwie części eksperymentalne. Odbędą się dwie podstawowe sesje MRI bez donepezilu/placebo i 4 sesje testowe (dwie z donepezylem, dwie z placebo). Uczestnicy otrzymają jedną tabletkę (2,5 lub 5 lub 10 mg) donepezilu lub placebo na sesję. O wyborze pigułki zadecyduje rzut monetą. Pigułka, która nie została wybrana do pierwszej części eksperymentu, zostanie podana podczas drugiej części eksperymentu.

W przypadku eksperymentów MRI eksperymentator będzie eskortował badanego do Centrum Obrazowania Mózgu w Li Ka Shing około 2,5 godziny po podaniu pigułki, a pomiary fMRI rozpoczną się około 3 godziny po podaniu pigułki. Sesje MRI zwykle trwają 1-2,5 godziny, a pacjent ma częste przerwy. Osoba badana może przerwać eksperyment w dowolnym momencie. Osoby poddawane badaniu MRI zostaną poproszone o położenie się na plecach w skanerze MRI. Przed skanowaniem wokół głowy pacjenta umieszczana jest plastikowa cewka do obrazowania MRI. Badany nie będzie miał kontaktu z cewką podczas eksperymentu. Wokół głowy pacjenta zostaną umieszczone piankowe podkładki, aby ograniczyć ruch głowy podczas badania.

Zadanie:

Typowym zadaniem poznawczym będzie prezentacja obrazów lub słów na monitorze komputera lub dźwięków przez słuchawki. Badani proszeni są o reagowanie na określone bodźce poprzez naciśnięcie przycisku. Wszystkie bodźce prezentowane są na komfortowym poziomie. Zadanie poznawcze wykonywane podczas behawioralnego jest paradygmatem śledzenia obiektu / wykrywania celu, w którym badani wskazują, czy cel jest prezentowany, czy nie w każdej próbie eksperymentalnej. Cel, gdy jest prezentowany, jest bodźcem wzrokowym na progu wykrywalności. W niektórych próbach badani otrzymają wskazówki wskazujące lokalizację celu i/lub cechy, które ułatwią wykrywanie celu. Badani zostaną poproszeni o zgłoszenie się, naciskając przycisk w polu odpowiedzi. Badani będą otrzymywać przerwy co 5-10 minut lub częściej, jeśli sobie tego życzą.