-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

TR

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Biopharma

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
<<<<<<< HEAD
K12 Schools
Biopharma
=======
K12 Schools
>>>>>>> dee1fd4 (fixed header link)

Language

tr_TR

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Neuroscience
Trigeminal Stimülasyon tarafından Ortaya Çıkan Locus Coeruleus aracılı Uyarılma'da Gözbebeği Ile ...
Trigeminal Stimülasyon tarafından Ortaya Çıkan Locus Coeruleus aracılı Uyarılma'da Gözbebeği Ile ...
JoVE Journal
Neuroscience
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Journal Neuroscience
Assessing Pupil-linked Changes in Locus Coeruleus-mediated Arousal Elicited by Trigeminal Stimulation

Trigeminal Stimülasyon tarafından Ortaya Çıkan Locus Coeruleus aracılı Uyarılma'da Gözbebeği Ile Bağlantılı Değişikliklerin Değerlendirilmesi

Full Text
8,611 Views
07:26 min
November 26, 2019

DOI: 10.3791/59970-v

Maria Paola Tramonti Fantozzi*1, Tommaso Banfi*2,3, Vincenzo De Cicco*1, Massimo Barresi4, Enrico Cataldo5, Davide De Cicco1, Luca Bruschini6, Paola d'Ascanio1, Gastone Ciuti2,3, Ugo Faraguna1,7, Diego Manzoni1

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

AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study investigates the role of locus coeruleus activity in cognitive performance as influenced by trigeminal stimulation via chewing. Using two experimental protocols, the research examines correlations between performance metrics and pupil size changes, which serve as an indirect measure of locus coeruleus activity.

Key Study Components

Area of Science

  • Neuroscience
  • Cognitive performance
  • Pupilometry

Background

  • The locus coeruleus is involved in regulating arousal and cognition.
  • Pupil diameter changes reflect neurophysiological activity in the brain.
  • Dysfunction of the locus coeruleus has been linked to neurodegenerative diseases.
  • This research may lead to novel interventions targeting locus coeruleus activity.

Purpose of Study

  • To assess how trigeminal stimulation affects cognitive skills through locus coeruleus involvement.
  • To correlate task performance with pupil size during cognitive tasks.
  • To explore the therapeutic potential of chewing stimuli on cognitive function.

Methods Used

  • The study involves two protocols measuring pupil size during cognitive tasks associated with chewing.
  • Key biological model included subjects performing cognitive tasks with and without trigeminal stimulation.
  • Quantitative metrics such as performance indices and pupil size were recorded.
  • Tasks included haptic exploration and matrix scanning to determine baseline cognitive performance.
  • The effect of chewing hard and soft pellets on cognition was compared.

Main Results

  • Chewing hard or soft pellets positively influenced task performance.
  • Stronger correlations were identified between pupil size changes and cognitive performance.
  • Task-related mydriasis was observed, indicating locus coeruleus engagement during the tasks.
  • Performance enhancements were sustained only after chewing the hard pellet after 30 minutes.

Conclusions

  • The findings demonstrate that trigeminal stimulation via chewing can enhance cognitive performance and reflect locus coeruleus activity.
  • This study paves the way for further exploration of chewing as a non-invasive cognitive enhancer.
  • The insights gained could improve our understanding of neuronal mechanisms affecting cognition and potential therapeutic strategies.

Frequently Asked Questions

What are the advantages of using pupil size as a measure?
Pupil size fluctuations provide a non-invasive method to assess locus coeruleus activity, reflecting cognitive and arousal states effectively.
How is the cognitive model implemented in the study?
Subjects perform cognitive tasks such as matrix scanning and tangram puzzles, while their pupil sizes and performance metrics are recorded.
What types of data are obtained from the experiments?
The study collects data on pupil size changes, cognitive performance indices, and correlational metrics between the two.
How can the method be adapted for future research?
This method can be tailored to incorporate various cognitive tasks and stimuli, thereby enhancing understanding of cognitive processes linked to different brain regions.
What are the key limitations of this study?
Environmental light conditions must be controlled as they could confound pupil size measurements, potentially affecting the results.

Bilişsel performans üzerindeki trigeminal etkilerin locus coeruleus aktivitesini içerip içermediğini doğrulamak için, çiğnemenin neden olduğu performans ve görevle ilgili gözbebeği boyutu değişiklikleri arasındaki olası korelasyonları değerlendirmeyi amaçlayan iki protokol sunulmuştur. Bu protokoller locus coeruleus katkısından şüphelenilen durumlara uygulanabilir.

Lokus coeruleus davranışsal uyarılma düzenleyen derin bir beyin yapısıdır, dikkat, ve bilişsel performans. Aktivitesi gözbebeği boyutu ölçülerek dolaylı olarak kaydedilebilir. Bu yaklaşım, gemina stimülasyon gibi bilişsel performansı artıran uyaranların, öğrenci nin çapı değiştikçe LC aktivitesini modüle ettiği yerin doğrulanmasını sağlar.

Deneysel kanıtlar nörodejeneratif hastalıkların lokus koeruleus disfonksiyonu ile ilişkili olduğunu göstermektedir. Mevcut yaklaşım, tedavi amaçlı lokus coeruleus'a geminal girdinin modülasyonunun önünü açacaktır. Tommaso Banfi ile prosedürü gösteren Vincenzo De Cicco, profesyonel bir doktor ve odontolog olacaktır.

Deneyi gerçekleştirmek için, yumuşak pelet olarak adlandırılan ticari olarak kullanılabilen bir sakız parçası ve sert pelet olarak adlandırılan silikon kauçuk pelet gereklidir. Bir tangram bulmaca da haptik görev için hazırlanmalıdır. Birinci protokol için, konuya üç 10'a 10 sayısal matris gösteren bir kağıt sağlayın ve nesnenin temel bilişsel performansını ölçmek için her matrisin üzerinde belirtilen sayıda hedef sayıyı 15 saniye içinde işaretlemek için bir kalem kullanırken matris çizgilerini sırayla taramayı isteyin.

Ardından performans dizini, tarama hızı ve hata oranını el ile değerlendirin. Temel gözbebeği boyutunu ölçmek için, nesneyi kornea topografpupillographer'den 56 milimetrelik en uygun çalışma mesafesine oturtun ve 40 lux'luk sabit bir aydınlatma altında sol ve sağ gözbebeklerinin tek, ayrı kamera çekimlerini elde edin. Tangram haptik görevi sırasında gözbebeği boyutunu değerlendirmek için, bulmacadaki parçalardan birini nesnenin eline yerleştirin ve nesnenin gözbebeği boyutunu kaydederken nesneden parçayı tangrama geri vermesini isteyin.

Dokunsal görev sırasında öğrenci boyutunu ölçmek için, konu bulmaca yüzey keşif başında iki görev tekrarları ikinci gerçekleştirirken fotoğrafları elde. Yazılım tarafından milimetre cinsinden görüntülenen değerlerin doğrudan kazanılarak sol ve sağ gözbebeği boyutunun değerlendirilmesi. Daha sonra görevle ilgili midriyazisi hesaplamak ve hem sağ hem de sol gözbebekleri için ortalama değeri elde etmek için dokunsal görev sırasında öğrenci boyutunu öğrenci boyutundan çıkarın.

Daha sonra, deneğe kendi kendine uygulanan yumuşak peletçiğnemesini isteyin, deneğin hem çiğneme oranını hem de tercih edilen ağız çiğneme tarafını kendiliğinden seçmesine izin verin. Bir dakika sonra, yeni bir yumuşak pelet ile konu sağlamak ve çiğneme bir dakika daha çiğneme için çiğneme tarafı geçiş için konu isteyin. Hemen sonra, çiğneme egzersizini sonlandırın, hem istirahatte hem de haptik görev sırasında öğrenci boyutunu ölçerken gösterildiği gibi matris testinde deneğin performansını değerlendirin.

Çiğneme egzersizinin bitiminden 30 dakika sonra, hem istirahatte hem de haptik görev sırasında konu performansını ve gözbebeği boyutunu değerlendirin. İkinci protokol için, konuyu 3D baskılı cam çerçeve yapısına sahip giyilebilir pupillometer göz izleyicisi ile donatın ve nesnenin gözleri kameraların görüş alanına odaklanacak şekilde çerçeveye monte edilmiş iki kızılötesi kameranın konumunu ayarlayın. Giyilebilir pupillometre çerçevesine monte edilmiş kalibre edilmiş logaritmik ışık sensörü kullanarak sürekli ve aynı anda çevresel aydınlatma düzeyini kaydedin, 20 saniye boyunca giyilebilir pupillometre yazılımı içinde 120 Hertz örnekleme hızında dinlenibilen deneğin öğrencilerinin görüntülerini elde edin.

Temel bilişsel performans verilerini elde etmek için, denek Spinnler-Tognoni testini gerçekleştirirken öğrencilerin boyutunu kaydedin. Her öğrenci için kazanılmış değerlerin ortalamasını alarak, spinnler-Tognoni testi sırasında ve istirahatte sol ve sağ gözbebeği boyutlarını manuel olarak yükseltin. Daha sonra hem sol hem de sağ gözbebekleri için ortalama değerleri elde etmek için gösterildiği gibi görevile ilgili mydriasis hesaplayın.

Daha sonra, deneğe kendi kendine uygulanan yumuşak peletçiğnemesini isteyin, deneğin hem çiğneme oranını hem de ağız çiğneme tarafını kendiliğinden seçmesine izin verin. Bir dakika sonra, yeni bir yumuşak pelet ile konu sağlamak ve çiğneme ek bir dakika için çiğneme tarafı geçiş için konu isteyin. Çiğneme egzersizinin hemen sonunda, matris testi sırasında hem performans hem de gözbebeği boyutu istirahatte öğrenci boyutunu değerlendirin.

Çiğneme egzersizinin bitiminden 30 dakika sonra, hem istirahatteki gözbebeğinin boyutunu hem de matris testi sırasında hem performans gözbebeği boyutunu değerlendirin. Bu temsili örnekte, performans endeksi sert veya yumuşak bir pelet çiğnedikten kısa bir süre sonra artırıldı. Ancak, 30 dakika sonra, artan performans sadece sert pelet için devam etti.

Aktivite eksikliği ve kavrama egzersizi gibi iki kontrol koşulu, 30 dakika sonra toparlanma eğilimi ile performans üzerinde olumsuz bir etki yarattı. Bir önceki arsada görüntülenen aynı konuda görevle ilgili midriazis için niteliksel olarak benzer değişiklikler gözlenmiştir. Cihazın sürekli edinme modunda, son bireysel numuneler, gözbebeği ışığın kapalı olduğu andan itibaren beş saniye içinde kararlı bir boyuta ulaştığından nihai ortalama değeri temsil eder.

Tek deneklerde sert ve yumuşak peletleri çiğnedikten sonra performans ile görevle ilgili midriazis arasında güçlü bir korelasyon gözlenmiştir. Temel değerler için karşılık gelen değişiklikler normalleştirildiğinde bir korelasyon da belirgindir. Bilişsel performans çiğneme uyarıcı etkileri LC tutulum daha güçlü kanıt aynı matris testi nin yürütülmesi sırasında gözlenen mydriasis değişikliği ile performans indeksinde çiğneme kaynaklı değişiklikler korelasyon elde edilebilir.

Prosedürü kullanarak, dış ışık öğrencinin boyutu için önemli bir belirleyici olabilir gibi dikkatle çevresel aydınlatma kontrol etmek çok önemlidir, sonuçları şaşırtmak. Bu yordam, örneğin, bir oklüzal assimetri düzeltme locus coeruleus aktivitesini etkileyerek performansı artırabilir olup olmadığını inceleyerek, çeşitli uygulamalar bulabilirsiniz.

View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos

Sign In Start Free Trial

Explore More Videos

Nörobilim Sayı 153 trigeminal giriş gözbebeği boyutu bilişsel performans locus coeruleus uyarılma giyilebilir pupilometre

Related Videos

Trigeminal Nöropatik Ağrı Eğitim için Rat adlı infraorbital Sinir (ION-CCI) kronik Daralma Yaralanma

10:52

Trigeminal Nöropatik Ağrı Eğitim için Rat adlı infraorbital Sinir (ION-CCI) kronik Daralma Yaralanma

Related Videos

20.6K Views

Farelerde Uyku Ölçüm Basım Kayıt Prosedürü

08:45

Farelerde Uyku Ölçüm Basım Kayıt Prosedürü

Related Videos

25.1K Views

Oküler kinematik Vitro uyarılması kaplumbağa kranial sinirler tarafından ölçülen

10:49

Oküler kinematik Vitro uyarılması kaplumbağa kranial sinirler tarafından ölçülen

Related Videos

8.8K Views

Havalandırılmış yoğun bakım hastalarında objektif nosiseptif değerlendirme: Pupillometry ve nosiseptif fleksiyon refleks kullanarak bir fizibilite çalışması

06:04

Havalandırılmış yoğun bakım hastalarında objektif nosiseptif değerlendirme: Pupillometry ve nosiseptif fleksiyon refleks kullanarak bir fizibilite çalışması

Related Videos

9.2K Views

Fare beynindeki Locus Coeruleus lokalizasyonu

07:44

Fare beynindeki Locus Coeruleus lokalizasyonu

Related Videos

19K Views

Elektrokonvulsif terapi etkili nöbet indüksiyon değerlendirilmesi olarak tepki veriyordu

04:51

Elektrokonvulsif terapi etkili nöbet indüksiyon değerlendirilmesi olarak tepki veriyordu

Related Videos

10.2K Views

Gine Domuzlarında İşitsel Hissi Değerlendirmek için Pupillometri

09:25

Gine Domuzlarında İşitsel Hissi Değerlendirmek için Pupillometri

Related Videos

2.2K Views

Farelerde Optokinetik Refleksin Görsel Özellik Seçiciliğinin Ölçülmesi

09:28

Farelerde Optokinetik Refleksin Görsel Özellik Seçiciliğinin Ölçülmesi

Related Videos

3.7K Views

Canlı Olarak Taşınabilir Sıçan Trigeminal Ganglionundaki Duyusal Nöronların Kalsiyum Görüntülemesi

04:39

Canlı Olarak Taşınabilir Sıçan Trigeminal Ganglionundaki Duyusal Nöronların Kalsiyum Görüntülemesi

Related Videos

3.2K Views

In vivo (İn canlı) İntakt Trigeminal Gangliyonlarda Primer Duyusal Nöron Ağlarında Nöronal Toplulukların Kalsiyum Görüntülemesi

07:55

In vivo (İn canlı) İntakt Trigeminal Gangliyonlarda Primer Duyusal Nöron Ağlarında Nöronal Toplulukların Kalsiyum Görüntülemesi

Related Videos

907 Views

JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
  • Biopharma
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code