Article de méthode

Évaluation des changements liés aux élèves dans l'excitation médiée par Locus Coeruleus suscitée par la stimulation trigéninale

DOI :

10.3791/59970

⸱

26 novembre 2019

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Translational Research and of New Surgical and Medical Technologies, University of Pisa, 2The BioRobotics Institute, Scuola Superiore Sant'Anna, 3Department of Excellence in Robotics & AI, Scuola Superiore Sant'Anna, 4Institut des Maladie Neurodegeneratives, University of Bordeaux, 5Department of Physics, University of Pisa, 6Department of Surgical, Medical, Molecular Pathology and Critical Care Medicine, University of Pisa, 7Department of Developmental Neuroscience, IRCCS Foundation Stella Maris

* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Pour vérifier si les effets trigéminaux sur la performance cognitive impliquent l'activité locus coeruleus, deux protocoles sont présentés qui visent à évaluer les corrélations possibles entre les performances et les changements de taille des pupilles liés à la tâche induits par la mastication. Ces protocoles peuvent être appliqués aux conditions dans lesquelles la contribution locus coeruleus est suspectée.

Résumé

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La littérature scientifique actuelle fournit l'évidence que l'activité sensorimotrice trigeminal liée à la mastication peut affecter l'excitation, l'attention, et la performance cognitive. Ces effets peuvent être dus aux connexions répandues du système trigeminal au système d'activation réticulaire ascendant (ARAS), auquel les neurones noradrénergiques du locus coeruleus (LC) appartiennent. Les neurones LC contiennent des projections sur l'ensemble du cerveau, et on sait que leur décharge co-varie avec la taille de la pupille. L'activation de LC est nécessaire pour obtenir la mydriasis liée à la tâche. Si les effets de mastication sur la performance cognitive sont médiés par le LC, il est raisonnable de s'attendre à ce que les changements dans les performances cognitives sont corrélés à des changements dans la mydriase liée aux tâches. Deux nouveaux protocoles sont présentés ici pour vérifier cette hypothèse et documenter que les effets de mastication ne sont pas attribuables à une activation moteur spécifique. Dans les deux protocoles, les changements de performance et de taille des pupilles observés lors de tâches spécifiques sont enregistrés avant, peu après, et une demi-heure après une période de 2 minutes de l'un ou l'autre: a) pas d'activité, b) rythmique, poignée bilatérale, c) mastication bilatérale de granule molle, et d) la mastication bilatérale de granules durs. Le premier protocole mesure le niveau de performance dans la repérage des nombres cibles affichés dans les matrices numériques. Étant donné que les enregistrements de la taille des pupilles sont enregistrés par un pupillomètre approprié qui empêche la vision d'assurer des niveaux constants d'illumination, la mydriase liée aux tâches est évaluée au cours d'une tâche haptique. Les résultats de ce protocole révèlent que 1) les changements induits par la mastication dans les performances et la mydriase liée aux tâches sont corrélés et 2) ni la performance ni la mydriase ne sont améliorées par la poignée. Dans le deuxième protocole, l'utilisation d'un pupillomètre portable permet de mesurer les changements de taille et de performance de la pupille au cours d'une même tâche, permettant ainsi d'obtenir des preuves encore plus solides concernant l'implication de LC dans les effets trigéminaux sur l'activité cognitive. Les deux protocoles ont été exécutés dans le bureau historique du professeur Giuseppe Moruzzi, le découvreur de l'ARAS, à l'Université de Pise.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Chez l'homme, il est connu que la mastication accélère le traitement cognitif1,2 et améliore l'excitation3,4, attention5, l'apprentissage, et la mémoire6,7. Ces effets sont associés au raccourcissement des latences des potentiels liés à l'événement cortical8 et à une augmentation de la perfusion de plusieurs structures corticales et subcorticales2,9.

Dans les ne....

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Protocole

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Toutes les étapes suivent les directives du Comité d'éthique de l'Université de Pise.

1. Recrutement des participants

  1. Recruter une population de sujets selon l'objectif spécifique de l'étude (c.-à-d. les sujets normaux et/ou les patients, les hommes et/ou les femmes, les jeunes et/ou les aînés).

2. Préparation des matériaux

  1. Préparer une boulette molle; utiliser du chewing-gum disponible dans le commerce(Tableau des matériaux;dureté initiale 20 Shore OO).
  2. Préparer une boulette dure; utiliser des granulés de caoutchouc de silicium(Tableau des matériaux

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Résultats

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La figure 4 montre un exemple représentatif des résultats obtenus lorsque le protocole 1 a été appliqué à un seul sujet (46 ans, femme). L'IP a été augmenté peu de temps après avoir mâché (T7) à la fois un dur (de 1,73 engourdi/s à 2,27 engourdissement/s) et une pastille molle (de 1,67 engourdi/s à 1,87 engourdi/s) (Figure 4A). Cependant, 30 min plus tard (T37), les performances accrues n'ont persisté que pour le granule dur. D'autre part, un ma.......

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Les protocoles présentés dans cette étude traitent des effets aigus de l'activité trigéninale sensorimotrice sur la performance cognitive et le rôle du LC dans ce processus. Ce sujet a une certaine pertinence, étant donné que 1) pendant le vieillissement, la détérioration de l'activité masticale est en corrélation avec la carie cognitive32,33,34; les personnes qui préservent la santé buccodentaire sont moins sujettes aux phénomè.......

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Déclarations de divulgation

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Les auteurs n'ont rien à révéler.

Remerciements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La recherche a été soutenue par des subventions de l'Université de Pise. Nous remercions M. Paolo Orsini, M. Francesco Montanari et Mme Cristina Pucci pour leur précieuse assistance technique, ainsi que la société I.A.C.E.R. S.r.L. pour avoir soutenu le Dr Maria Paola Tramonti Fantozzi avec une bourse. Enfin, nous remercions l'entreprise OCM Projects d'avoir préparé des granulés durs et d'avoir effectué des mesures constantes de dureté et de printemps.

....

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Ballon anti-stressArtengo, Decathlon, FranceTB600
Chewing-gumVigorsol, Perfetti, Italiedisponible dans le commerce
Caméra infrarouge-PupillomètrePupil Labs, Berlin, AllemagneCasque Pupil Labs
PupillographerCSO, Florence, ItalieMOD i02, avec support
Caoutchouc de siliconeProchima, Italiegls50
Logiciel pour la détection des pupilles - pupillomètre portablePupil Labs, Berlin, AllemagneCasque
Labs Tangram Puzzle Città ; del Sole srl, Milano, ItalieTangram Puzzle
Pupillomètre portablePupil Labs, Berlin, AllemagneModèle Pupil labsDimensions du cadre : 13,5 cm x 15,5 cm
Produit de mentonPupil

Références

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hirano, Y., et al. Effects of chewing on cognitive processing speed. Brain and Cognition. 81 (3), 376-381 (2013).
  2. Hirano, Y., Onozuka, M. Chewing and cognitive function. Brain and Nerve. 66 (1), 25-32 (2014).
  3. Allen, A. P., Smith, A. P.

Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.

Réimpressions et autorisations

Demander l’autorisation de réutiliser le texte ou les figures de cet article JoVE

Demander une autorisation

Mots-clés

Taille des pupillesperformance cognitivemydriase li e la t cheeffets de la masticationpupillom tre portablet che haptiquetopographe corn entest de Spinnler Tognoni

Articles connexes