Efeitos da Acetilcolina e da Atenção nas Representações Espaciais Visuais no Cérebro

O objetivo de longo prazo deste projeto é caracterizar como a atenção e a acetilcolina afetam a percepção visual e a representação cerebral do ambiente visual. A acetilcolina é um neurotransmissor de ocorrência natural e a liberação de acetilcolina é elevada durante períodos de atenção sustentada. Tanto a acetilcolina quanto a atenção melhoram aspectos da percepção visual, mas os mecanismos cerebrais subjacentes são pouco compreendidos. O trabalho proposto abordará essas questões em seres humanos saudáveis, usando imagens de ressonância magnética funcional (fMRI) e MRS (espectroscopia de ressonância magnética) para medir as respostas do cérebro a estímulos visuais. Nossos estudos anteriores mostraram que níveis crescentes de acetilcolina no cérebro aumentam a resolução espacial da representação cerebral do ambiente visual. A pesquisa proposta documentará exatamente quais áreas do cérebro medeiam esse efeito da acetilcolina e também caracterizará os efeitos da atenção nessas medidas de resolução espacial no cérebro.

A técnica de fMRI (ressonância magnética funcional) e MRS (espectroscopia por ressonância magnética), ambos subtipos de ressonância magnética, serão empregadas para medir a atividade cerebral em diferentes áreas do cérebro enquanto os sujeitos estão realizando uma tarefa de atenção visual. Os níveis de acetilcolina no córtex cerebral serão aumentados pela administração de donepezil, um inibidor da acetilcolinesterase, a enzima que metaboliza a acetilcolina. Além disso, a técnica de MRS será empregada para quantificar localmente os níveis de acetilcolina em diferentes áreas cerebrais.

Além de fornecer informações sobre como a atenção é representada no cérebro e como ela afeta o processamento de estímulos visuais, os presentes experimentos também devem lançar luz sobre a função da projeção colinérgica do prosencéfalo basal para o córtex cerebral. Como se pensa que essa projeção é prejudicada seletivamente na doença de Alzheimer, o conhecimento sobre sua função no cérebro saudável pode ser útil para entender a etiologia dessa doença e para o desenvolvimento de terapias apropriadas.

FARMACOLOGIA COMPORTAMENTAL:

Sessões:

Os sujeitos realizarão 6 sessões comportamentais ao longo de vários dias fora do scanner, divididas em duas partes experimentais. Haverá 2 sessões de linha de base sem donepezil/placebo e 4 sessões de teste com donepezil/placebo. Cada sessão comportamental (fora do scanner) dura de 1 a 2 horas. Durante a sessão de teste, os indivíduos receberão uma pílula de (2,5 ou 5 ou 10 mg) donepezil ou placebo por sessão. A escolha da pílula será determinada pelo lançamento de uma moeda. A dosagem do medicamento (2,5 ou 5 ou 10mg) será determinada de forma a garantir que haja igual número de participantes por dosagem do medicamento. O comprimido (droga ou placebo) não selecionado para a primeira sessão experimental em dupla será administrado na segunda sessão experimental.

Tarefa:

Uma tarefa cognitiva típica envolve a apresentação de imagens ou palavras em um monitor de computador ou sons por meio de fones de ouvido. Os sujeitos são solicitados a responder a certos estímulos pressionando um botão. Todos os estímulos são apresentados em um nível confortável. A tarefa cognitiva realizada durante o comportamental é um paradigma de rastreamento de objeto/detecção de alvo no qual os sujeitos indicam se um alvo é apresentado ou não em cada tentativa experimental. O alvo, quando apresentado, é um estímulo visual no limiar da detectabilidade. Em algumas tentativas, os sujeitos receberão dicas indicando a localização do alvo e/ou recursos que facilitarão a detecção do alvo. Os participantes serão solicitados a relatar pressionando um botão em uma caixa de resposta. Os sujeitos receberão pausas a cada 5-10 minutos ou com mais frequência, se desejarem.

RM E FARMACOLOGIA:

Sessões:

Para experimentos envolvendo ressonância magnética, haverá um total de 6 sessões ao longo de vários dias, divididas em duas partes experimentais. Haverá duas sessões de ressonância magnética de linha de base sem donepezil/placebo e 4 sessões de teste (duas com donepezil, duas com placebo). Os indivíduos receberão um comprimido de (2,5 ou 5 ou 10 mg) donepezil ou placebo por sessão. A escolha da pílula será determinada pelo lançamento de uma moeda. A pílula não selecionada para a primeira parte experimental será administrada durante a segunda parte experimental.

Para experimentos de ressonância magnética, o experimentador acompanhará o sujeito ao Centro de Imagiologia Cerebral em Li Ka Shing cerca de 2,5 horas após a administração do comprimido, e as medições de fMRI começarão aproximadamente 3 horas após a administração do comprimido. As sessões de ressonância magnética geralmente duram de 1 a 2,5 horas, e o paciente recebe intervalos frequentes. O sujeito pode interromper o experimento a qualquer momento. Os indivíduos submetidos à ressonância magnética serão solicitados a deitar de costas no scanner de ressonância magnética. Antes de ser escaneado, uma bobina de ressonância magnética feita de plástico será colocada ao redor da cabeça do sujeito. O sujeito não entrará em contato com a bobina durante o experimento. Almofadas de espuma serão colocadas ao redor da cabeça do sujeito para limitar o movimento da cabeça durante o estudo.

Tarefa:

Uma tarefa cognitiva típica envolve a apresentação de imagens ou palavras em um monitor de computador ou sons por meio de fones de ouvido. Os sujeitos são solicitados a responder a certos estímulos pressionando um botão. Todos os estímulos são apresentados em um nível confortável. A tarefa cognitiva realizada durante o comportamental é um paradigma de rastreamento de objeto/detecção de alvo no qual os sujeitos indicam se um alvo é apresentado ou não em cada tentativa experimental. O alvo, quando apresentado, é um estímulo visual no limiar da detectabilidade. Em algumas tentativas, os sujeitos receberão dicas indicando a localização do alvo e/ou recursos que facilitarão a detecção do alvo. Os participantes serão solicitados a relatar pressionando um botão em uma caixa de resposta. Os sujeitos receberão pausas a cada 5-10 minutos ou com mais frequência, se desejarem.