Para verificar se os efeitos trigeminal no desempenho cognitivo envolvem a atividade do locus coeruleus, dois protocolos são apresentados que visam avaliar possíveis correlações entre o desempenho e as mudanças de tamanho da pupila relacionadas à tarefa induzidas pela mastigação. Esses protocolos podem ser aplicados a condições em que se suspeita a contribuição locus coeruleus.
A literatura científica atual fornece evidências de que a atividade sensorimotora trigeminal associada à mastigação pode afetar a excitação, a atenção e o desempenho cognitivo. Estes efeitos podem ser devido a conexões generalizadas do sistema trigeminal para o sistema de ativação reticular ascendente (ARAS), ao qual os neurônios noradrenergic do locus coeruleus (LC) pertence. Os neurônios LC contêm projeções para todo o cérebro, e sabe-se que sua descarga co-varia com o tamanho da pupila. A ativação da LC é necessária para obter midrase relacionada à tarefa. Se os efeitos de mastigação no desempenho cognitivo são mediados pela LC, é razoável esperar que as mudanças no desempenho cognitivo estejam correlacionadas a mudanças na midriose relacionada à tarefa. Dois novos protocolos são apresentados aqui para verificar essa hipótese e documentar que os efeitos de mastigação não são atribuíveis à ativação motora específica. Em ambos os protocolos, as mudanças de desempenho e tamanho do aluno observadas durante tarefas específicas são registradas antes, logo depois, e meia hora após um período de 2 min de qualquer um: a) sem atividade, b) rítmica, aperto de mão bilateral, c) mastigação bilateral de pelotas macias e d) mastigação bilateral de pelotas duras. O primeiro protocolo mede o nível de desempenho na detecção de números-alvo exibidos dentro de matrizes numéricas. Uma vez que as gravações do tamanho dos alunos são gravadas por um alunocômetro apropriado que impede a visão para garantir níveis constantes de iluminação, a midrase relacionada com a tarefa é avaliada durante uma tarefa háptica. Os resultados deste protocolo revelam que 1) as mudanças induzidas por mastigação no desempenho e a midrase relacionada à tarefa estão correlacionadas e 2) nem o desempenho nem a midrase são reforçadas pelo aperto de mão. No segundo protocolo, o uso de um pupilômetro vestível permite a medição de mudanças de tamanho e desempenho do aluno durante a mesma tarefa, permitindo assim que evidências ainda mais fortes sejam obtidas sobre o envolvimento da LC nos efeitos trigeminal na atividade cognitiva. Ambos os protocolos foram executados no escritório histórico do Prof. Giuseppe Moruzzi, o descobridor do ARAS, da Universidade de Pisa.
Em seres humanos, sabe-se que mastigar acelera o processamento cognitivo1,2 e melhora a excitação3,4,atenção5,aprendizagem e memória6,7. Esses efeitos estão associados ao encurtamento das latências dos potenciais corticais relacionados ao evento8 e ao aumento da perfusão de várias estruturas corticais e subcorticais2,9.
Dentro dos nervos cranianos, a informação mais relevante que sustenta a dessincronização e a excitação cortical é transportada por fibras trigeminal10,provavelmente devido a fortes conexões trigeminal ao sistema de ativação reticular ascendente (ARAS)11. Entre as estruturas aras, o locus coeruleus (LC) recebe insumos trigeminal11 e modula a excitação12,13,e sua atividade covaries com o tamanho da pupila14,15,16,17,18. Embora a relação entre a atividade de repouso lc e desempenho cognitivo seja complexa, o aprimoramento da atividade lc relacionada à tarefa leva à micria20 associada à excitação e ao desempenho cognitivo aprimorado21. Há uma covariação confiável entre a atividade lc e o tamanho do aluno, e este último é atualmente considerado um proxy da atividade noradrenergic central22,23,24,25,26.
A ativação assimétrica de ramos trigemina sensório-motor induz as simetrias pupilas (anisocoria)27,28,confirmando a força da conexão trigemino-coerulear. Se a LC participar dos efeitos estimulantes da mastigação no desempenho cognitivo, ela pode afetar a midrase relacionada à tarefa paralela, que é um indicador de ativação de fásicos lc durante uma tarefa. Também pode afetar o desempenho, de modo que uma correlação pode ser esperada entre mudanças induzidas por mastigação no desempenho e midrase. Além disso, se os efeitos trigeminal são específicos, os efeitos de mastigação devem ser maiores do que aqueles eliciados por uma outra tarefa rítmica do motor. A fim de testar essas hipóteses, dois protocolos experimentais são apresentados. Eles são baseados em medições combinadas de desempenho cognitivo e tamanho da pupila, realizadas antes e após um curto período de atividade de mastigação. Esses protocolos utilizam um teste que consiste em encontrar números-alvo exibidos em matrizes numéricas e atenciosas29,juntamente com números não-alvo. Este teste verifica o desempenho atento e cognitivo.
O objetivo geral desses protocolos é ilustrar que a estimulação trigeminal provoca mudanças específicas no desempenho cognitivo, que não podem ser atribuídas especificamente à geração de comandos motores e estão relacionadas a mudanças ligadas ao aluno na mediada por LC Excitação. As aplicações dos protocolos se estendem a todas as condições comportamentais em que o desempenho pode ser medido e o envolvimento da LC é suspeito.
Os protocolos apresentados neste estudo abordam os efeitos agudos da atividade trigeminal sensorimotor a performance cognitiva e o papel da LC nesse processo. Este tema tem alguma relevância, considerando que 1) durante o envelhecimento, a deterioração da atividade masticária correlaciona-se comadecadência cognitiva32,33,34; as pessoas que preservam a saúde bucal são menos propensas a fenômenos neurodegenerativos; 2) a e…
The authors have nothing to disclose.
A pesquisa foi apoiada por bolsas da Universidade de Pisa. Agradecemos ao Sr. Paolo Orsini, ao Sr. Francesco Montanari e à Sra. Cristina Pucci por uma valiosa assistência técnica, bem como à empresa I.A.C.E.R. S.r.L. por apoiar a Dra. Finalmente, agradecemos à empresa Projetos OCM para preparar pelotas duras e realização de dureza e medidas constantes de primavera.
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