Cerebrala hemodynamiska förändringar under kognitiv testning: En fTCD-studie

Demens är den vanligaste neurodegenerativa störningen i Storbritannien (Storbritannien); 850 000 människor lever för närvarande med demens i Storbritannien, och den siffran förväntas stiga till mer än 1 miljon inom de kommande 5 åren. Den årliga kostnaden för Storbritannien för demens är 23,6 miljarder pund. Den vanligaste typen av demens i befolkningen (55 %) är Alzheimers demens (AlzD). AlzD har vanligtvis en gradvis debut och en långsam progression. Vaskulär demens (VascD) är den näst vanligaste formen av demens (15 %) och antyds av förekomsten av vaskulära riskfaktorer som högt blodtryck, högt kolesterol, rökning och hjärtsjukdomar. Uppkomsten av vaskulär demens är ofta abrupt och progressionen stegvis och oregelbunden; kognitiva brister är ofta mindre enhetliga än de för Alzheimers demens. Mild kognitiv funktionsnedsättning (MCI) drabbar upp till 20 % av äldre vuxna och beskriver en uppsättning symtom snarare än ett specifikt medicinskt tillstånd eller sjukdom. En person med MCI har subtila problem med ett eller flera av följande: dagligt minne, planering, språk, uppmärksamhet och visuospatiala färdigheter. Även om MCI avsevärt ökar risken för att utveckla demens för närvarande är det inte möjligt att exakt förutsäga vilka patienter med MCI som kommer att utvecklas till demens.

På senare tid har vår kunskap om mekanismerna för demensutveckling förändrats avsevärt. I motsats till tidigare tankar finns det nu en växande förståelse för att problem med blodkärl (vaskulär dysfunktion) och hjärnans blodflöde (cerebral hemodynamik) finns i AlzD såväl som i VascD. Forskningsstudier som undersöker de vaskulära bidragen till demens rapporterar i allmänhet lågt blodflöde (cerebral hypoperfusion). Man tror att denna hypoperfusion påverkar cellulär hälsa som i sin tur utlöser neurodegenerativa vägar.

Hjärnans blodflöde är direkt kopplat till hjärnans aktivitet, ett koncept som kallas "neurovaskulär koppling". Hjärnaktivering kan uppnås genom olika kognitiva och visuella uppgifter (t.ex. läsning och skrivning), och även genom sensomotoriska uppgifter (t.ex. rörelse eller beröring). Kognitiva bedömningar används rutinmässigt vid diagnos av demens. Hjärnans blodflöde kan studeras med hjälp av tekniker som funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI), positronemissionstomografi (PET) eller enkelfotonemissionsdatortomografi (SPECT). Dessa tekniker är dock dyra, i fallet med SPECT involverar strålning, och det finns genomförbarhetsproblem som är särskilt problematiska för äldre populationer, inklusive behovet av att ligga stilla under långa perioder och inte ha några metallimplantat. Transkraniell Doppler (TCD) ultraljud är en enkel, icke-invasiv avbildningsteknik som möjliggör kontinuerlig och bilateral registrering av hjärnans blodflödeshastighet genom de stora artärerna i hjärnan.

Kognitiv testning med standardiserade bedömningsverktyg som Mini Mental State Examination, Montreal Cognitive Assessment och Addenbrooke's-III Cognitive Examination (ACE-III) är en nyckelkomponent i den formella diagnosen demens, men effekterna av dessa tester på hjärnans blodflöde och hemodynamik är okänd. ACE-III är ett allmänt använt, validerat, kognitivt screeningverktyg som rekommenderas för användning av läkare och forskare hos patienter över 50 år med misstänkt demens. ACE-III är tillgänglig gratis. Upphovsrätten innehas av professor John Hodges, ARC Federation Fellow och professor i kognitiv neurologi vid Neuroscience Research Australia, som är glad över att testet används i klinisk praxis och forskningsprojekt.

Detta protokoll har använts framgångsrikt av denna grupp för att undersöka förändringar i CBFv hos 40 friska frivilliga från University of Leicester. Data från denna analys har presenterats vid en internationell konferens och genomgår för närvarande peer review för publicering. Därför har detta protokoll visat genomförbarhet i en frisk population och motiverar ytterligare undersökning av användbarheten i en patientpopulation.

Denna forskning kommer därför att använda transkraniellt Doppler-ultraljud för att studera hjärnans blodflödessvar hos friska kontroller, patienter med AlzD, patienter med VascD och patienter med MCI, som svar på utförandet av den kognitiva ACE-III-undersökningen.