Исследование функции голубого пятна при устойчивом внимании (LC)

Снижение внимания отрицательно влияет на достижение цели и имеет серьезные последствия для производительности во многих средах. Считается, что контроль внимания над перцептивными, моторными и когнитивными функциями частично определяется функционированием системы голубого пятна-норадреналина (LC-NE). LC, небольшое ядро ​​ствола мозга, которое является основным источником НЭ в переднем мозге, послужило основанием для гипотез о когнитивных способностях человека, включая психические расстройства с известными изменениями внимания и когнитивных функций (например, синдром дефицита внимания/гиперактивности (СДВГ), шизофрения) и даже хотя методы измерения активности LC человека имеют существенные ограничения. Существующие методы изучения функции ЛК у человека основаны на пупиллометрии и фМРТ.

Поскольку диаметр зрачка коррелирует с активностью LC, его использовали в качестве показателя активности LC. Однако анатомический путь, связывающий LC с расширением зрачка, не установлен, а диаметр зрачка также коррелирует с активностью в других областях мозга. Таким образом, определение активности LC только на основе пупиллометрии проблематично. фМРТ также использовалась для измерения активности ЖК, но методы визуализации, используемые до сих пор, основывались на разрешении, которое является грубым по сравнению с размером и формой ЖК. Таким образом, предыдущие результаты фМРТ были недостаточны для анализа, связанного с событиями. Цель предлагаемой работы — разработать и проверить методы использования фМРТ для измерения активности LC, в частности реакций, связанных с событиями, которые позволят проверить влиятельные гипотезы о функции LC у людей. Эта цель соответствует механизму R21, который призван «поощрять исследовательские/разведочные исследования путем предоставления поддержки на ранних и концептуальных этапах разработки проектов» и тестировать инновационные, высокорискованные и высокооплачиваемые исследования. Этот проект преследует две конкретные цели, обе из которых проверяются с помощью задач на устойчивое внимание. Первая цель использует фМРТ высокого разрешения для максимизации количества измерений в пределах LC в сочетании с нейромеланин-чувствительной визуализацией для локализации BOLD-ответов на LC. Исследователи будут измерять (а) активность перед испытанием (т. е. во время интервалов между испытаниями; считается, что этот период отражает тоническую активность LC) и (b) реакцию на пробу (т. е. фазовую активность LC), оценивая бета-веса для каждого пробный. Вторая цель использует введение модафинила для модуляции активности LC и подтверждения местоположения ЖИРНЫХ ответов, измеренных во время задач устойчивого внимания к LC. Исследователи будут вводить модафинил и плацебо участникам двойного слепого плацебо-контролируемого перекрестного исследования. Данные пупиллометрии также будут собраны как для условий применения модафинила, так и для плацебо, и исследователи будут использовать данные пупиллометрии для проверки корреляции с амплитудой ответа LC BOLD. Эта комбинация методов продемонстрирует, можно ли использовать фМРТ для целевого измерения активности LC. Разработка этих инструментов соответствует цели 1 (Стратегия 1.3D) Стратегического плана НИМЗ на 2020 год, позволяя напрямую измерять структуру мозга, играющую центральную роль в контроле внимания.