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

Résumé

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

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

Chez l'homme, il est connu que la mastication accélère le traitement cognitif^1,2 et améliore l'excitation^3,4, attention⁵, l'apprentissage, et la mémoire^6,7. 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 subcorticales^2,9.

Dans les ne....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocole

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

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Résultats

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'a.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

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 cognitive^32,33,34; les personnes qui préservent la santé buccodentaire sont moins sujett.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
Anti-stress ball	Artengo, Decathlon, France	TB600
Chewing gum	Vigorsol, Perfetti, Italy	Commercially available product
Infrared Camera-Wearable pupillometer	Pupil Labs, Berlin, Germany	Pupil Labs headset
Pupillographer	CSO, Florence, Italy	MOD i02, with chin support
Silicon rubber	Prochima, Italy	gls50
Software for pupil detection - wearable pupillometer	Pupil Labs, Berlin, Germany	Pupil Labs headset
Tangram Puzzle	Città del Sole srl, Milano, Italy	Tangram Puzzle
Wearable pupillometer	Pupil Labs, Berlin, Germany	Pupil labs model	Dimension of the frame: 13.5 cm x 15.5 cm