Optyczne neuroobrazowanie i poznanie (ONAC)

Istnieje kilka różnych rodzajów demencji, w tym choroba Alzheimera (AD) i demencja z ciałami Lewy'ego (DLB). Ze względu na nakładanie się symptomatologii różnych rodzajów demencji i brak obiektywnych biomarkerów dostępnych obecnie dla demencji, wskaźniki błędnej diagnozy są wysokie. Ponadto przejście od tego, co powszechnie uważa się za stadium pośrednie, określane jako łagodne upośledzenie funkcji poznawczych (MCI), do demencji, nie jest dobrze zdefiniowane. Dysfunkcja nerwowo-naczyniowa i metaboliczna została silnie powiązana z neurodegeneracją i demencją, jednak mechanistyczne zrozumienie tego związku nie zostało w pełni rozwinięte.

Spektroskopia w bliskiej podczerwieni (NIRS) to nieinwazyjna, niejonizująca i przenośna technika neuroobrazowania, która wykorzystuje światło do ilościowego określania zmian stężenia utlenowanej i odtlenionej hemoglobiny w mózgu. Jako taka jest bardzo atrakcyjną alternatywą dla funkcjonalnego obrazowania metodą rezonansu magnetycznego, ponieważ umożliwia dostęp do większej liczby osób, może być stosowana przy łóżku pacjenta lub w jego własnym domu i jest znacznie mniej inwazyjna.

Aby określić, jak zmienia się hemodynamika i metabolizm mózgu w demencji, w tym badaniu wykorzystano NIRS u 25 pacjentów z AD, 25 pacjentów z DLB, 50 pacjentów z MCI i 100 zdrowych osób z grupy kontrolnej dobranej pod względem wieku. Badanie to zostanie przeprowadzone przez School of Technology i School of Clinical Medicine na Uniwersytecie Cambridge.

Po pierwsze, badacze przeprowadzą kilka testów poznawczych w tych grupach pacjentów, jednocześnie mierząc aktywność mózgu za pomocą najnowocześniejszego urządzenia NIRS o podwójnej długości fali i dużej gęstości, aby zmapować zmiany hemodynamiki mózgu w demencji. Po drugie, badacze przeprowadzą dalsze testy funkcji poznawczych przy użyciu szerokopasmowego NIRS, aby zmierzyć, w jaki sposób neurometabolizm zmienia się w grupach pacjentów. Badacze powiążą również dane optyczne z kilkoma aspektami poznawczymi, które będą mierzyć te testy poznawcze, w tym z pamięcią, uwagą i funkcjami motorycznymi. Zostanie również podanych kilka kwestionariuszy w celu oceny objawów pozapoznawczych, takich jak depresja i zaburzenia snu. Jeśli uczestnicy z grup pacjentów nie mieli rezonansu magnetycznego (MRI) lub robili to ponad dwa lata temu, wykonają również skan MRI, aby umożliwić lokalizację aktywności mózgu, mierzoną za pomocą NIRS, z uwzględnieniem indywidualnych różnic w struktura mózgu i wzorce atrofii.

Badacze porównają wszystkie grupy pacjentów (AD, DLB, MCI) ze zdrowymi kontrolami, aby określić, w jaki sposób hemodynamika i metabolizm mózgu są zmienione w demencji, a także w jaki sposób odnosi się to zarówno do wyników behawioralnych (zebranych podczas testów funkcji poznawczych), jak i wyników klinicznych ( wykorzystując dane zebrane z kwestionariuszy lub własną historię kliniczną pacjenta). Łącząc dwie techniki NIRS, badacze określą również charakter związku między natlenieniem krwi w otaczającym układzie naczyniowym a wewnątrzneuronalną aktywnością metaboliczną oraz sposób, w jaki związek ten może ulec zmianie w demencji i różnych typach demencji. Ponadto badacze stosują metody obliczeniowe, takie jak uczenie maszynowe, w celu identyfikacji sygnatur hemodynamicznych i/lub metabolicznych do wykorzystania jako biomarkery w klinice.