Когнитивная нагрузка и задержка P300 при легких когнитивных нарушениях: исследование

Введение в проблему легких когнитивных нарушений

Легкие когнитивные нарушения (ЛКН) представляют собой клинический диагноз, который используется, когда у individuals появляются симптомы, которые могут быть ранними признаками болезни Альцгеймера (БА). На этой стадии у individuals с ЛКН не наблюдается каких-либо нарушений в повседневном функционировании. Высокий процент individuals с ЛКН прогрессирует до деменции за относительно короткий период времени. Таким образом, ЛКН можно рассматривать как симптоматическую преддементную стадию, которая может быть разделена на четыре клинических подтипа в зависимости от наличия или отсутствия эпизодических нарушений памяти (амнестические против неамнестических) и количества пораженных когнитивных domains (однодоменные против многодоменных). Individuals с многодоменным амнестическим ЛКН имеют нарушения не только в памяти, но и в когнитивных способностях, включая внимание, рабочую память и нарушения исполнительных функций.

Методы исследования

В исследовании приняли участие 20 individuals с легкими когнитивными нарушениями (средний возраст ± стандартное отклонение = 70,65 ± 7,08) согласно критериям Петерсена, набранных из неврологического амбулаторного отделения Медицинской школы Университета Докуз Эйлюль. Двадцать здоровых controls, сопоставимых по возрасту, полу и образованию, были набраны из различных сообществ. Исследование было одобрено Комитетом по этике ненавязчивых исследований Университета Докуз Эйлюль в соответствии с Хельсинкской декларацией.

Критерии включения и исключения

Наши критерии включения для группы ЛКН включают субъективные жалобы на память, подтвержденные родственником и сопровождающиеся оценкой теста памяти на 1,5 стандартного отклонения меньше нормы среднего возраста и CDR 0,5 и не соответствующие критериям деменции. Individuals, у которых есть сосудистые или травматические поражения или любые неврологические или психиатрические расстройства, были исключены из исследования. Также из исследования были исключены individuals с депрессивной коморбидностью, которые набрали более 11 баллов по Гериатрической шкале депрессии.

Экспериментальная парадигма

Participants были проинструктированы сидеть в затемненной, изолированной комнате во время записи ЭЭГ. Классическая зрительная oddball-парадигма применялась с использованием простого света яркостью 10 кд/м² в качестве стандартного и света яркостью 40 кд/м² в качестве целевых stimuli. Свет появлялся в полном размере на 19-дюймовом мониторе компьютера с частотой обновления 60 Гц. Длительность стимуляции составляла 1000 мс, вероятность девиантных (целевых) stimuli составляла 0,33, и во всех парадигмах цели были встроены случайным образом в серию стандартных stimuli (нецелевых).

Нейропсихологическое тестирование

Все participants прошли обширное когнитивное и неврологическое обследование. Были выбраны когнитивные тесты, включая Краткую шкалу оценки психического статуса (MMSE), Тест обработки вербальной памяти Октэма (OVMPT), Тест семантической вербальной беглости, 15-пунктовый Бостонский тест на называние (BNT), Тест Струпа, тесты на объем цифровой памяти WMS-R, чтобы оценить когнитивные способности participants. Была проведена Гериатрическая шкала депрессии (GDS), чтобы исключить individuals, у которых есть депрессия, чтобы исключить влияние депрессии на поведенческие и электрофизиологические данные.

Результаты исследования

Мы обнаружили, что латентность P300 значительно различалась между группами, однако амплитуда P300 не отличалась между группами. Кроме того, латентность P300 была разной между обработкой целевых и нецелевых stimuli в группе ЛКН. Мы также обнаружили, что когнитивные функции, такие как исполнительное функционирование, внимание и память, нарушены в группе ЛКН, эти когнитивные нарушения связаны с prolonged латентностью P300 и reduced амплитудой и латентностью P300 во время обработки целевых и нецелевых stimuli.

Различия в пиковой латентности P300

Пиковый компонент P300 усреднялся во время presentation визуальных целевых и нецелевых stimuli через 300–600 мс временное окно от электродов Fz, Cz и Pz для обеих групп. Смешанный дизайн 3×2×2 ANOVA [3 (передне-задняя локализация электрода: Fz, Cz и Pz) × 2 (условие: цель против нецели) × 2 (группы: ЛКН против HC)] тест был performed на пиковой амплитуде P300, и сравнение групп не достигло уровня значимости. Тем не менее, когда тот же тест был applied на пиковой латентности P300, хотя не было разницы между группами, эффект взаимодействия условия и группы был statistically значимым.

Когнитивные нарушения при ЛКН

Группа ЛКН показала значительно худшие результаты в MMSE, подтестах теста обработки вербальной памяти Октэма (OVMPT) (немедленное recall, свободное recall и общее распознавание), а также в общем балле, тесте на интерференцию Струпа, тесте семантической вербальной беглости, Бостонском тесте на называние и двух подтестах теста на объем цифровой памяти (вперед и назад), чем здоровые controls.

Корреляции с когнитивными тестами

В обработке целей интерференция Струпа значимо коррелировала с пиковой амплитудой P300 от электрода Cz. Кроме того, результаты подтеста цифрового span вперед отрицательно коррелировали с пиковой латентностью P300 в электродах Fz и Cz у patients с ЛКН. В группе здорового контроля результаты Бостонского теста на называние отрицательно коррелировали с пиковой латентностью P300.

Обсуждение результатов

В этом исследовании мы изучили поведенческие и нейронные correlates когнитивных функций у individuals с легкими когнитивными нарушениями (ЛКН). В соответствии с литературой, participants с ЛКН показали снижение производительности в MMSE, тестах на обработку вербальной памяти и семантической беглости. Кроме того, наши результаты показали, что волна P300 elicitated раньше во время обработки визуальных целевых stimuli, чем нецелевых stimuli у здоровых participants. Тем не менее, волна P300 elicitated позже в обработке целей, чем в обработке нецелей у participants с ЛКН.

Значение латентности P300

Латентность P300 является одним из наиболее распространенных аспектов волны P300, который, как считается, отражает постстимульную обработку информации, включая скорость классификации и исполнительные функции (внимание, память). prolonged латентность P300 в обработке целей по сравнению с обработкой нецелей в группе ЛКН и prolonged ответ P300 в обработке целей в группе ЛКН по сравнению с controls указывает на более медленную обработку в группе ЛКН, когда им необходимо идентифицировать и классифицировать целевой stimulus.

Роль исполнительных функций и внимания

Исполнительная функция относится к orchestration и guidance поведения в соответствии с внутренними целями и внешними demands. Внимание играет ключевую роль в исполнительных функциях для guidance действия и поддержания или подавления информации. Амплитуда P300 связана с allocation attentional ресурсов во время cognitively demanding задач, и deficits в attentional control были показаны при ЛКН в литературе.

Заключение и выводы

Легкие когнитивные нарушения (ЛКН) являются переходным состоянием между здоровым когнитивным старением и болезнью Альцгеймера. В нескольких исследованиях documented повышенная скорость прогрессирования до деменции и болезни Альцгеймера у individuals с ЛКН. Таким образом, identification этого переходного состояния имеет critical значение для возможных interventions. Используя инструменты когнитивной оценки и потенциалы, связанные с событием, в частности P300, мы оценили взаимосвязь между когнитивными способностями и их нейронными correlates в настоящем исследовании.

Наше исследование показало, что в то время как здоровые individuals имеют более ранние ответы P300 в обработке целевых stimuli по сравнению с обработкой нецелевых, individuals с ЛКН имеют prolonged ответы P300 в обработке целевых stimuli по сравнению с обработкой нецелевых. Также отрицательные корреляции между пиковой латентностью P300 и подтестами Digit Span; и пиковой амплитудой P300 и интерференцией теста Струпа были found в группе ЛКН. В целом, наши результаты revealed, что individuals с ЛКН имеют reduced скорость обработки целей, когда нагрузка на рабочую память высока, по сравнению с их matched здоровыми controls. Поведенческие correlates этих findings нейронного ответа поддерживают impaired исполнительное функционирование, память и способности attentional control у participants с ЛКН.