三叉刺激によって引き起こすローカス・コエルールス媒介性覚醒における瞳孔結合変化の評価

遺伝子のコエリュラスは、行動覚醒、注意、および認知能力を調節する深い脳構造です。その活動は瞳孔の大きさを測定することによって間接的に記録することができる。このアプローチは、ジェミナ刺激などの認知能力を高める刺激が、瞳孔サイズの直径変化に応じてLC活性を調節する場所の検証を可能にする。

実験的証拠は、神経変性疾患が遺伝子座のコエルール機能障害に関連していることを示唆している。本アプローチは、治療目的のために遺伝子入力を遺伝子座に変調する道を開く。トンマーゾ・バンフィとの手順を実証することは、プロの医師で医師のヴィンチェンツォ・デ・チッコです。

実験を行うためには、市販のチューインガム片を、軟質ペレットと呼び、かつ、ハードペレットと呼ばれるシリコンゴムペレットが必要である。タングラムパズルも触覚タスクのために準備する必要があります。プロトコル1の場合は、被験者に3つの10%10個の数値行列を表示する論文を提供し、鉛筆を使用しながらマトリックス線を順番にスキャンし、15秒以内に各マトリックスの上に示された目標番号を15秒以内に刻んで被験者のベースライン認知能力を測定するように依頼する。

次に、パフォーマンス インデックス、スキャン速度、およびエラー率を手動で評価します。ベースライン瞳孔のサイズを測定するには、角膜トポグラファーの瞳孔から最適な作業距離56ミリメートルで被検体を座らせ、40ルクスの一定の照明の下で左右の瞳孔の単一の別々のカメラショットを取得する。タングラム触覚タスク中に瞳孔のサイズを評価するには、パズルのピースの1つを被写体の手に入れ、被写体の瞳孔サイズを記録しながら、被写体にタングラムに戻すように依頼します。

触覚タスク中の瞳孔のサイズを測定するには、被験者がパズル表面探査の開始時に2つのタスクの繰り返しの2番目を実行しながら、写真を取得します。ソフトウェアが表示する値をミリメートル単位で直接取得して、左右の瞳孔サイズを評価する。次に、触覚タスク中に、生徒のサイズから残りの瞳孔サイズを引いて、タスク関連のマイドリア症を計算し、右と左の両方の瞳孔の平均値を求めます。

次に、被験者に自主的に投与された軟質ペレットを噛んで、被験者に咀嚼率と好ましい口噛み側の両方を自発的に選択させる。1分後、被験者に新しい軟質ペレットを提供し、被験者に咀嚼の1分間、咀嚼側を切り替えるように頼む。直後に咀嚼運動を終了し、休息時と触覚作業中の瞳孔サイズを測定しながら示されているように、マトリックステストにおける被験者のパフォーマンスを評価する。

咀嚼運動終了後30分、被験者の成績と瞳孔サイズを、安静時および触覚タスク中の両方で評価する。プロトコル2の場合は、3Dプリントされたガラスフレーム構造を備えたウェアラブル瞳孔計アイトラッカーを被検体に装備し、被写体の目がカメラの視野に合わせて焦点を合わせるように、フレームに取り付けられた2台の赤外線カメラの位置を調整します。ウェアラブル瞳孔計フレームに取り付けられたキャリブレーションされた対数光センサーを使用して、環境照明レベルを継続的かつ同時に記録し、ウェアラブル瞳孔ソフトウェア内で120ヘルツサンプリングレートで静止した被検者の瞳孔の画像を20秒間取得します。

ベースライン認知能力データを取得するには、被験者がスピドラー・トニョーニ検定を行っている間に生徒のサイズを記録する。手動で各生徒の取得した値を平均することにより、休息中とスピドラートニョーニテスト中に左右の瞳孔のサイズを高めます。次に、示されているようにタスク関連のマイドリア症を計算して、左と右の両方の瞳孔の平均値を取得します。

次に、被験者に自主的に投与された軟質ペレットを噛んで、被験者に咀嚼率と口噛み側の両方を自発的に選択させる。1分後、被験者に新しい柔らかいペレットを与え、さらに1分間噛む側を切り替えるように被験者に依頼する。咀嚼運動の終わりにすぐに、マトリックステスト中のパフォーマンスと瞳孔サイズの両方で安静時の瞳孔サイズを評価する。

咀嚼運動終了後30分、安静時の瞳孔サイズとマトリックス試験中の瞳孔サイズの両方を評価する。この代表例では、硬質または軟質ペレットのいずれかを噛んだ直後にパフォーマンス指数が上昇した。しかし、30分後、パフォーマンスの向上は硬質ペレットに対してのみ持続した。

活動の欠如とハンドグリップ運動などの2つの制御条件は、パフォーマンスに悪影響を及ぼし、30分後に回復する傾向がありました。前のプロットに表示された同じ主題のタスク関連のマイドリア症について、質的に類似した変化が観察された。器具の連続取得モードでは、最終的な個々のサンプルは、瞳孔がライトが消灯してから5秒以内に安定したサイズに達するので、最終的な個々のサンプルが最終的な平均値を表します。

単一の被験者では、硬質および軟質ペレットを噛んだ後のタスク関連のマイドリア症との間に強い相関関係が認められた。関連付けは、対応する変更がベースライン値に対して正規化される場合にも明らかです。咀嚼が認知能力に及ぼす刺激効果へのLC関与のさらに強い証拠は、同じマトリックス試験の実行中に観察されたマイドリア症の変化とパフォーマンス指数の咀嚼誘発変化を相関させることによって得ることができる。

この手順を使用すると、外部光が瞳孔の大きさを決定する主要な決定要因となるため、環境照明を慎重に制御することが非常に重要であり、結果を混乱させる。この手順では、いくつかのアプリケーションが見つかる可能性があり、例えば、咬合性アサイメトリーの補正が遺伝子座のcoeruleus活動に影響を与えることによってパフォーマンスを向上させる可能性があるかどうかを現在研究しています。