Locus coeruleus, noradrenalina i starzenie się poznawcze

Niestety, większość ludzi osobiście zna niszczycielskie konsekwencje zaburzeń neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera (AD) i choroba Parkinsona (PD). Oczekuje się, że liczba starszych dorosłych z chorobą neurodegeneracyjną wzrośnie wraz z wiekiem pokolenia wyżu demograficznego, a 28 milionów wyżu demograficznego rozwija AD. Oczekuje się, że to z kolei kosztuje 328 miliardów dolarów, czyli 24% całkowitych wydatków Medicare. Pomimo dziesięcioleci badań nad przyczynami AD, istnieje tylko 5 metod leczenia zatwierdzonych przez FDA, z których wszystkie są popierającymi, modyfikującymi leki. Spośród metod przetestowanych dla AD 99,6% nie powiodło się. W związku z tym nowe podejścia do choroby neurodegeneracyjnej - lepsze zrozumienie ich przyczyn i lepszych celów leczenia - są desperacko potrzebne.

Locus Coeruleus (LC) został niedawno zidentyfikowany jako jedno z najwcześniejszych miejsc uszkodzeń w AD i PD, a zmiany patologiczne pojawiają się już w połowie lat dwudziestych. Obszar mózgu wynoszący 40 000-60 000 neuronów zlokalizowanych w pniu mózgu, LC jest źródłem neurochemicznej noradrenaliny (NE, znanej również jako noradrenalina). LC ma szeroko rozpowszechnione projekcje w całym układzie nerwowym i odgrywa ważną rolę w pobudzeniu, uwagi, pamięci, mediacji reakcji emocjonalnych i stresowych oraz niektórych aspektach kontroli motorycznej. Uszkodzenie LC i wynikowy spadek ochronnej sygnalizacji NE w całym mózgu jest ważnym mechanizmem postępu neurodegeneracji. LC został nawet przez niektórych zaproponowany jako główny mediator rezerwy poznawczej, przewidując względne zachowanie wydajności poznawczej pomimo zniewagi neuropatologicznej. Pomimo możliwości zmniejszenia sygnalizacji NE z LC może służyć jako najwcześniejsza flaga ostrzegawcza demencji, niewiele badań łączy funkcję LC i wydajność poznawczą. Co ciekawe, nie ma żadnego związku między funkcją LC a utratą neuronów LC. Obiecująca nowa technika, wrażliwe na neuromelaninę obrazowanie rezonansu magnetycznego (MRI), pozwoli nam oszacować ilość tkanki zawierającej neuromelaninę w LC. Wykazano, że MRI neuromelaniny jest ilościowe, wysoce skorelowane z liczbą neuronów LC i powtarzalne, z wysoką niezawodnością między oceniającymi. Badacze stosują tę innowacyjną technikę do ustalenia korelacji między gęstością neuromelaniny LC a uwagą w ciągu życia, co może zapewnić nieinwazyjną, funkcjonalną miarę ryzyka neurodegeneracji, która może być ważna na długo przed wystąpieniem objawów klinicznych. Ponadto, stosując nowoczesne techniki analizy MRI, można teraz zmierzyć funkcję LC za pomocą funkcjonalnego MRI.

Jako jeszcze mniej inwazyjną miarę funkcji LC, badacze proponują ocenę reakcji źrenicowych podczas zadań czujności słuchowej i wizualnej. Odpowiedzi źrenicy zakłócenia światła - zmiany wielkości źrenicy z powodu zmian w oświetleniu - są dobrze znane w AD, ale reakcje źrebionowe wywołane zadaniami mogą stanowić wczesny oznaka przyszłego spadku poznawczego. Średnica źrenicy, w stałych warunkach światła, jest dobrze ugruntowanym korelacją aktywności neuronalnej w neuronach LC. Pomiar zmian uczniów za pomocą nieinwazyjnego eyeTrackera jest idealnym testem do tego celu.

Aby dalej scharakteryzować związek między integralnością LC, funkcją LC i funkcją poznawczą, badacze będą podawać szeroką baterię neuropsychologiczną do pomiaru wydajności poznawczej. Laboratorium korzysta z różnych klasycznych testów neuropsychologicznych, takich jak test oceny poznawczej Montrealu i tworzenie szlaków, oprócz poznania narzędzi NIH narzędzi i akumulatorów emocji, ciśnienie krwi i innych pomiarów zdrowia sercowo-naczyniowego, retrospektywny raport z traumatycznych doświadczeń z dzieciństwa oraz różnorodne dostosowane do realizacji zadania na dostosowanie do użytku z komponentami badań.

Intrygujące dowody neurogenetyczne są, że indywidualne różnice w sygnalizacji NE mogą chronić przed AD. Powszechny polimorfizm (niewielka zmiana genetyczna) w genie receptora adrenergicznego alfa 2b (cząsteczka w mózgu, która wiąże się z noradrepinefryną, „wariant delecji ADRA2B”) prawdopodobnie powoduje znacznie zwiększoną sygnał NE z LC. Laboratorium wcześniej wykazało, że osoby z tym polimorfizmem zajmują się, a później przypominają zdarzenia emocjonalne lepiej niż osoby bez i doświadczają większej percepcyjnej żywości. Co najważniejsze - inni wykazali, że osoby z tym polimorfizmem rzadziej mają AD lub łagodne zaburzenia poznawcze. Zjawiska te są prawdopodobnie związane z rolą, jaką LC odgrywa w uwagi, pobudzeniu i, w połączeniu, wspiera zdrowe starzenie poznawcze.

Wreszcie, badacze będą również próbować modulować aktywność LC przy użyciu nieinwazyjnej przezskórnej stymulacji nerwu pochłaniowego przez bardzo krótkie okresy (~ 15–45 minut), aby odkryć, czy możliwe jest zmiana, i potencjalnie poprawić zmienne funkcyjne LC. Wcześniej wykazano, że technika ta bezpośrednio aktywuje LC przez nerw błędny.