Влияние ацетилхолина и внимания на зрительно-пространственные представления в мозге

Долгосрочная цель этого проекта состоит в том, чтобы охарактеризовать, как внимание и ацетилхолин влияют на зрительное восприятие и представление мозга о визуальной среде. Ацетилхолин является природным нейротрансмиттером, и выброс ацетилхолина увеличивается в периоды постоянного внимания. И ацетилхолин, и внимание улучшают аспекты зрительного восприятия, но лежащие в основе мозговые механизмы плохо изучены. Предлагаемая работа будет решать эти вопросы у здоровых людей с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) и магнитно-резонансной спектроскопии (МРС) для измерения реакции мозга на визуальные стимулы. Наши предыдущие исследования показали, что повышение уровня ацетилхолина в мозге повышает пространственное разрешение представления мозга о визуальной среде. Предлагаемое исследование точно задокументирует, какие области мозга опосредуют этот эффект ацетилхолина, а также охарактеризует влияние внимания на эти показатели пространственного разрешения в мозге.

Техника фМРТ (функциональная магнитно-резонансная томография) и МРС (магнитно-резонансная спектроскопия), оба подтипа МРТ, будут использоваться для измерения активности мозга в различных областях мозга, пока испытуемые выполняют задание на визуальное внимание. Уровни ацетилхолина в коре головного мозга повышаются при введении донепезила, ингибитора ацетилхолинэстеразы, фермента, который метаболизирует ацетилхолин. Кроме того, метод MRS будет использоваться для локального количественного определения уровней ацетилхолина в различных областях мозга.

В дополнение к предоставлению информации о том, как внимание представлено в мозгу и как оно влияет на обработку зрительных стимулов, настоящие эксперименты также должны пролить свет на функцию холинергической проекции от базальных отделов переднего мозга к коре головного мозга. Поскольку считается, что эта проекция избирательно нарушается при болезни Альцгеймера, знания о ее функции в здоровом мозге могут быть полезны для понимания этиологии этого заболевания и разработки соответствующих методов лечения.

ПОВЕДЕНЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ:

Сессии:

Субъекты проведут 6 поведенческих сеансов в течение нескольких дней вне сканера, разделенных на две экспериментальные части. Будет проведено 2 базовых сеанса без донепезила/плацебо и 4 сеанса тестирования с донепезилом/плацебо. Каждая поведенческая (вне сканера) сессия будет длиться 1-2 часа. Во время сеанса тестирования испытуемым будет даваться одна таблетка (2,5, 5 или 10 мг) донепезила или плацебо за сеанс. Выбор таблетки будет определяться подбрасыванием монеты. Дозировка препарата (2,5, 5 или 10 мг) будет определяться таким образом, чтобы обеспечить равное количество участников на дозу препарата. Таблетка (лекарство или плацебо), не выбранная для первого экспериментального сеанса в паре, будет введена во время второго экспериментального сеанса.

Задача:

Типичная когнитивная задача будет включать в себя представление изображений или слов на мониторе компьютера или звуков через наушники. Испытуемых просят реагировать на определенные раздражители нажатием кнопки. Все стимулы представлены на комфортном уровне. Когнитивная задача, выполняемая во время поведенческого исследования, представляет собой парадигму отслеживания объекта/обнаружения цели, в которой испытуемые указывают, представлена ​​ли цель или нет в каждом экспериментальном испытании. Цель, когда она предъявляется, является визуальным стимулом на пороге обнаруживаемости. В некоторых испытаниях испытуемые будут получать подсказки, указывающие на местоположение цели и/или особенности, которые облегчат обнаружение цели. Субъектам будет предложено сообщить, нажав кнопку в поле ответа. Субъектам будут делать перерывы каждые 5-10 минут или чаще, если они того пожелают.

МРТ И ФАРМАКОЛОГИЯ:

Сессии:

Для экспериментов с МРТ всего будет 6 сеансов в течение нескольких дней, разделенных на две экспериментальные части. Будет проведено два исходных сеанса МРТ без донепезила/плацебо и 4 сеанса тестирования (два донепезила, два плацебо). Субъектам будет даваться одна таблетка (2,5, 5 или 10 мг) донепезила или плацебо за сеанс. Выбор таблетки будет определяться подбрасыванием монеты. Таблетка, не выбранная для первой экспериментальной части, будет введена во время второй экспериментальной части.

Для экспериментов с МРТ экспериментатор будет сопровождать субъекта в Центр визуализации мозга в Ли Ка Шинг примерно через 2,5 часа после приема таблетки, а измерения фМРТ начнутся примерно через 3 часа после приема таблетки. Сеансы МРТ обычно длятся 1-2,5 часа, и испытуемому делаются частые перерывы. Испытуемый может прекратить эксперимент в любое время. Субъектов, проходящих МРТ-сканирование, попросят лечь на спину в МРТ-сканер. Перед сканированием вокруг головы испытуемого помещают пластиковую катушку МРТ. Субъект не будет соприкасаться с катушкой во время эксперимента. Вокруг головы испытуемого будут размещены подушечки из пеноматериала, чтобы ограничить движения головы во время исследования.

Задача:

Типичная когнитивная задача будет включать в себя представление изображений или слов на мониторе компьютера или звуков через наушники. Испытуемых просят реагировать на определенные раздражители нажатием кнопки. Все стимулы представлены на комфортном уровне. Когнитивная задача, выполняемая во время поведенческого исследования, представляет собой парадигму отслеживания объекта/обнаружения цели, в которой испытуемые указывают, представлена ​​ли цель или нет в каждом экспериментальном испытании. Цель, когда она предъявляется, является визуальным стимулом на пороге обнаруживаемости. В некоторых испытаниях испытуемые будут получать подсказки, указывающие на местоположение цели и/или особенности, которые облегчат обнаружение цели. Субъектам будет предложено сообщить, нажав кнопку в поле ответа. Субъектам будут делать перерывы каждые 5-10 минут или чаще, если они того пожелают.