Name: assessing pupil-linked changes in locus coeruleus-mediated arousal elicited by trigeminal stimulation
Uploaded: 2019-11-26T12:30:00
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La ricerca è stata sostenuta da sovvenzioni dell'Università di Pisa. Ringraziamo Paolo Orsini, Francesco Montanari e la signora Cristina Pucci per una preziosa assistenza tecnica, nonché la società I.A.C.E.R. S.r.L. per aver sostenuto la Dott.ssa Maria Paola Tramonti Fantozzi con una borsa di studio. Infine, ringraziamo l'azienda OCM Projects per aver preparato pellet duri ed eseguendo durezza e misurazioni costanti primaverili.

Tutti i passaggi seguono le linee guida del Comitato Etico dell'Università di Pisa.
1. Reclutamento dei partecipanti
<ol><li>Reclutare una popolazione in materia in base all'obiettivo specifico dello studio (ad esempio, soggetti normali e/o pazienti, maschi e/o femmine, giovani e/o anziani).</li>
</ol>2. Preparazione del materiale
<ol><li>Preparare un pellet morbido; utilizzare gomma da masticare disponibile in commercio(Tabella dei materiali;durez...

<ol>
	<li>Hirano, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+chewing+on+cognitive+processing+speed.">Effects of chewing on cognitive processing speed.</a> Brain and Cognition. 81 (3), 376-381 (2013).</li><li>Hirano, Y., Onozuka, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chewing+and+cognitive+function.">Chewing and cognitive function.</a> Brain and Nerve. 66 (1), 25-32 (2014).</li><li>Allen, A. P., Smith, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+chewing+gum+and+time-on-task+on+alertness+and+attention.">Effects of chewing gum and time-on-task on alertness and attention.</a> Nutritional Neuroscience. 15 (4), 176-185 (2012).</li><li>Johnson, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+chewing+gum+on+physiological+and+self-rated+measures+of+alertness+and+daytime+sleepiness.">The effect of chewing gum on physiological and self-rated measures of alertness and daytime sleepiness.</a> Physiology &amp; Behavior. 105 (3), 815-820 (2012).</li><li>Tucha, O., Mecklinger, L., Maier, K., Hammerl, M., Lange, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chewing+gum+differentially+affects+aspects+of+attention+in+healthy+subjects.">Chewing gum differentially affects aspects of attention in healthy subjects.</a> Appetite. 42 (3), 327-329 (2004).</li><li>Allen, K. L., Norman, R. G., Katz, R. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+chewing+gum+on+learning+as+measured+by+test+performance.">The effect of chewing gum on learning as measured by test performance.</a> Nutrition Bulletin. 33 (2), 102-107 (2008).</li><li>Smith, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+chewing+gum+on+mood,+learning,+memory+and+performance+of+an+intelligence+test.">Effects of chewing gum on mood, learning, memory and performance of an intelligence test.</a> Nutritional Neuroscience. 12 (2), 81-88 (2009).</li><li>Sakamoto, K., Nakata, H., Kakigi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+mastication+on+human+cognitive+processing:+a+study+using+event-related+potentials.">The effect of mastication on human cognitive processing: a study using event-related potentials.</a> Clinical Neurophysiology: Official Journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 120 (1), 41-50 (2009).</li><li>Hirano, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+chewing+in+working+memory+processing.">Effects of chewing in working memory processing.</a> Neuroscience Letters. 436 (2), 189-192 (2008).</li><li>Roger, A., Rossi, G. F., Zirondoli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Le+r&#244;le+des+afferences+des+nerfs+cr&#226;niens+dans+le+maintien+de+l'etat+vigile+de+la+preparation+"encephale+isol&#233;".">Le r&#244;le des afferences des nerfs cr&#226;niens dans le maintien de l'etat vigile de la preparation "encephale isol&#233;".</a> Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 8 (1), 1-13 (1956).</li><li>De Cicco, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trigeminal,+Visceral+and+Vestibular+Inputs+May+Improve+Cognitive+Functions+by+Acting+through+the+Locus+Coeruleus+and+the+Ascending+Reticular+Activating+System:+A+New+Hypothesis.">Trigeminal, Visceral and Vestibular Inputs May Improve Cognitive Functions by Acting through the Locus Coeruleus and the Ascending Reticular Activating System: A New Hypothesis.</a> Frontiers in Neuroanatomy. 11, 130 (2017).</li><li>Samuels, E. R., Szabadi, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+neuroanatomy+of+the+noradrenergic+locus+coeruleus:+its+roles+in+the+regulation+of+arousal+and+autonomic+function+part+I:+principles+of+functional+organisation.">Functional neuroanatomy of the noradrenergic locus coeruleus: its roles in the regulation of arousal and autonomic function part I: principles of functional organisation.</a> Current Neuropharmacology. 6 (3), 235-253 (2008).</li><li>Carter, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuning+arousal+with+optogenetic+modulation+of+locus+coeruleus+neurons.">Tuning arousal with optogenetic modulation of locus coeruleus neurons.</a> Nature Neuroscience. 13 (12), 1526-1533 (2010).</li><li>Rajkowski, J., Kubiak, P., Aston-Jones, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlations+between+locus+coeruleus+(LC)+neural+activity,+pupil+diameter+and+behaviour+in+monkey+support+a+role+of+LC+in+attention.">Correlations between locus coeruleus (LC) neural activity, pupil diameter and behaviour in monkey support a role of LC in attention.</a> Society for Neuroscience Abstracts. 19, 974 (1993).</li><li>Rajkowski, J., Kubiak, P., Aston-Jones, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Locus+coeruleus+activity+in+monkey:+phasic+and+tonic+changes+are+associated+with+altered+vigilance.">Locus coeruleus activity in monkey: phasic and tonic changes are associated with altered vigilance.</a> Brain Research Bulletin. 35 (5-6), 607-616 (1994).</li><li>Aln&#230;s, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pupil+size+signals+mental+effort+deployed+during+multiple+object+tracking+and+predicts+brain+activity+in+the+dorsal+attention+network+and+the+locus+coeruleus.">Pupil size signals mental effort deployed during multiple object tracking and predicts brain activity in the dorsal attention network and the locus coeruleus.</a> Journal of Vision. 14 (4), (2014).</li><li>Murphy, P. R., O'Connell, R. G., O'Sullivan, M., Robertson, I. H., Balsters, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pupil+diameter+covaries+with+BOLD+activity+in+human+locus+coeruleus.">Pupil diameter covaries with BOLD activity in human locus coeruleus.</a> Human Brain Mapping. 35 (8), 4140-4154 (2014).</li><li>Joshi, S., Li, Y., Kalwani, R. M., Gold, J. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationships+between+Pupil+Diameter+and+Neuronal+Activity+in+the+Locus+Coeruleus,+Colliculi,+and+Cingulate+Cortex.">Relationships between Pupil Diameter and Neuronal Activity in the Locus Coeruleus, Colliculi, and Cingulate Cortex.</a> Neuron. 89 (1), 221-234 (2016).</li><li>Bradshaw, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pupil+size+as+a+measure+of+arousal+during+information+processing.">Pupil size as a measure of arousal during information processing.</a> Nature. 216 (5114), 515-516 (1967).</li><li>Gabay, S., Pertzov, Y., Henik, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orienting+of+attention,+pupil+size,+and+the+norepinephrine+system.">Orienting of attention, pupil size, and the norepinephrine system.</a> Attention, Perception &amp; Psychophysics. 73 (1), 123-129 (2011).</li><li>Usher, M., Cohen, J. D., Servan-Schreiber, D., Rajkowski, J., Aston-Jones, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+locus+coeruleus+in+the+regulation+of+cognitive+performance.">The role of locus coeruleus in the regulation of cognitive performance.</a> Science (New York, NY). 283 (5401), 549-554 (1999).</li><li>Laeng, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Invisible+emotional+expressions+influence+social+judgments+and+pupillary+responses+of+both+depressed+and+non-depressed+individuals.">Invisible emotional expressions influence social judgments and pupillary responses of both depressed and non-depressed individuals.</a> Frontiers in Psychology. 4, (2013).</li><li>Silvetti, M., Seurinck, R., van Bochove, M. E., Verguts, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+the+noradrenergic+system+on+optimal+control+of+neural+plasticity.">The influence of the noradrenergic system on optimal control of neural plasticity.</a> Frontiers in Behavioral Neuroscience. 7, 160 (2013).</li><li>Hoffing, R. C., Seitz, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pupillometry+as+a+glimpse+into+the+neurochemical+basis+of+human+memory+encoding.">Pupillometry as a glimpse into the neurochemical basis of human memory encoding.</a> Journal of Cognitive Neuroscience. 27 (4), 765-774 (2015).</li><li>Kihara, K., Takeuchi, T., Yoshimoto, S., Kondo, H. M., Kawahara, J. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pupillometric+evidence+for+the+locus+coeruleus-noradrenaline+system+facilitating+attentional+processing+of+action-triggered+visual+stimuli.">Pupillometric evidence for the locus coeruleus-noradrenaline system facilitating attentional processing of action-triggered visual stimuli.</a> Frontiers in Psychology. 6, 827 (2015).</li><li>Hayes, T. R., Petrov, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pupil+Diameter+Tracks+the+Exploration-Exploitation+Trade-off+during+Analogical+Reasoning+and+Explains+Individual+Differences+in+Fluid+Intelligence.">Pupil Diameter Tracks the Exploration-Exploitation Trade-off during Analogical Reasoning and Explains Individual Differences in Fluid Intelligence.</a> Journal of Cognitive Neuroscience. 28 (2), 308-318 (2016).</li><li>De Cicco, V., Cataldo, E., Barresi, M., Parisi, V., Manzoni, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensorimotor+trigeminal+unbalance+modulates+pupil+size.">Sensorimotor trigeminal unbalance modulates pupil size.</a> Archives Italiennes De Biologie. 152 (1), 1-12 (2014).</li><li>De Cicco, V., Barresi, M., Tramonti Fantozzi, M. P., Cataldo, E., Parisi, V., Manzoni, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oral+Implant-Prostheses:+New+Teeth+for+a+Brighter+Brain.">Oral Implant-Prostheses: New Teeth for a Brighter Brain.</a> PloS One. 11 (2), e0148715 (2016).</li><li>Spinnler, H., Tognoni, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Italian+standardization+and+classification+of+Neuropsychological+tests.+The+Italian+Group+on+the+Neuropsychological+Study+of+Aging.">Italian standardization and classification of Neuropsychological tests. The Italian Group on the Neuropsychological Study of Aging.</a> Italian Journal of Neurological Sciences. 8, 1 (1987).</li><li>Tramonti Fantozzi, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Short-Term+Effects+of+Chewing+on+Task+Performance+and+Task-Induced+Mydriasis:+Trigeminal+Influence+on+the+Arousal+Systems.">Short-Term Effects of Chewing on Task Performance and Task-Induced Mydriasis: Trigeminal Influence on the Arousal Systems.</a> Frontiers in Neuroanatomy. 11, 68 (2017).</li><li>Kassner, M., Patera, W., Bulling, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pupil:+An+Open+Source+Platform+for+Pervasive+Eye+Tracking+and+Mobile+Gaze-based+Interaction.">Pupil: An Open Source Platform for Pervasive Eye Tracking and Mobile Gaze-based Interaction.</a> arXiv.org. , (2014).</li><li>Gatz, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potentially+modifiable+risk+factors+for+dementia+in+identical+twins.">Potentially modifiable risk factors for dementia in identical twins.</a> Alzheimer's &amp; Dementia: The Journal of the Alzheimer's Association. 2 (2), 110-117 (2006).</li><li>Okamoto, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+of+tooth+loss+to+mild+memory+impairment+and+cognitive+impairment:+findings+from+the+Fujiwara-kyo+study.">Relationship of tooth loss to mild memory impairment and cognitive impairment: findings from the Fujiwara-kyo study.</a> Behavioral and Brain Functions. 6, 77 (2010).</li><li>Weijenberg, R. A. F., Lobbezoo, F., Knol, D. L., Tomassen, J., Scherder, E. J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+masticatory+activity+and+quality+of+life+in+elderly+persons+with+dementia--a+longitudinal+matched+cluster+randomized+single-blind+multicenter+intervention+study.">Increased masticatory activity and quality of life in elderly persons with dementia--a longitudinal matched cluster randomized single-blind multicenter intervention study.</a> BMC Neurology. 13, 26 (2013).</li><li>Kato, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+the+loss+of+molar+teeth+on+spatial+memory+and+acetylcholine+release+from+the+parietal+cortex+in+aged+rats.">The effect of the loss of molar teeth on spatial memory and acetylcholine release from the parietal cortex in aged rats.</a> Behavioural Brain Research. 83 (1-2), 239-242 (1997).</li><li>Onozuka, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impairment+of+spatial+memory+and+changes+in+astroglial+responsiveness+following+loss+of+molar+teeth+in+aged+SAMP8+mice.">Impairment of spatial memory and changes in astroglial responsiveness following loss of molar teeth in aged SAMP8 mice.</a> Behavioural Brain Research. 108 (2), 145-155 (2000).</li><li>Watanabe, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+molarless+condition+in+aged+SAMP8+mice+attenuates+hippocampal+Fos+induction+linked+to+water+maze+performance.">The molarless condition in aged SAMP8 mice attenuates hippocampal Fos induction linked to water maze performance.</a> Behavioural Brain Research. 128 (1), 19-25 (2002).</li><li>Kubo, K. Y., Iwaku, F., Watanabe, K., Fujita, M., Onozuka, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molarless-induced+changes+of+spines+in+hippocampal+region+of+SAMP8+mice.">Molarless-induced changes of spines in hippocampal region of SAMP8 mice.</a> Brain Research. 1057 (1-2), 191-195 (2005).</li><li>Oue, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tooth+loss+induces+memory+impairment+and+neuronal+cell+loss+in+APP+transgenic+mice.">Tooth loss induces memory impairment and neuronal cell loss in APP transgenic mice.</a> Behavioural Brain Research. 252, 318-325 (2013).</li><li>Mather, M., Harley, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Locus+Coeruleus:+Essential+for+Maintaining+Cognitive+Function+and+the+Aging+Brain.">The Locus Coeruleus: Essential for Maintaining Cognitive Function and the Aging Brain.</a> Trends in Cognitive Sciences. 20 (3), 214-226 (2016).</li></ol>

I protocolli presentati in questo studio affrontano gli effetti acuti dell'attività trigeminale sensomotoria sulle prestazioni cognitive e il ruolo dell'LC in questo processo. Questo argomento ha una certa rilevanza, considerando che 1) durante l'invecchiamento, il deterioramento dell'attività masticatoria è correlato al decadimento cognitivo32,33,34; le persone che preservano la salute orale sono meno inclini a fenomeni neur...

Negli esseri umani, è noto che la masticazione acceleral'elaborazionecognitiva 1,2 e migliora l'eccitazione3,4, attenzione5, apprendimento, e la memoria6,7. Questi effetti sono associati all'accorciamento delle latenze dei potenziali corticali legati agli eventi8 e all'aumento della perfusione di diverse strutture corticali e subcorticali2,9.
All'interno dei nervi cranici, le informazioni più rilevanti che sostengono la dissincronizzazione corticale e l'eccitazione sono trasportate da fibre trigeminee10, probabilmente a causa di forti connessioni trigeminali al sistema di attivazione reticolare ascendente (ARAS)11. Tra le strutture ARAS, il locus coeruleus (LC) riceve ingressi trigeminiali11 e modula l'eccitazione12,13e la sua attività covarie con la dimensione della pupilla14,15,16,17,18. Anche se la relazione tra l'attività a riposo di LC e le prestazioni cognitive è complessa, il miglioramento legato alle attività dell'attività LC porta all'eccitazione19 pupilla midriasi20 e a migliorare le prestazioni cognitive21. Esiste una covariazione affidabile tra l'attività LC e la dimensione della pupilla, e quest'ultima è attualmente considerata un proxy dell'attività noradrenergica centrale22,23,24,25,26.
L'attivazione asimmetrica dei rami trigeminiali sensoriali induce asimmetrie pupille (anisocoria)27,28, confermando la forza della connessione trigemino-coeruleare. Se l'LC partecipa agli effetti stimolanti della masticazione sulle prestazioni cognitive, può influenzare la midriasi parallela legata al task, che è un indicatore dell'attivazione fasica LC durante un'attività. Può anche influire sulle prestazioni, quindi ci si può aspettare una correlazione tra i cambiamenti indotti dalla masticazione nelle prestazioni e la midriasi. Inoltre, se gli effetti trigeminali sono specifici, gli effetti di masticazione dovrebbero essere maggiori di quelli suscitati da un altro compito motorio ritmico. Per testare queste ipotesi, vengono presentati due protocolli sperimentali. Essi si basano su misurazioni combinate delle prestazioni cognitive e delle dimensioni della pupilla, eseguite prima e dopo un breve periodo di attività di masticazione. Questi protocolli utilizzano un test consistente nel trovare i numeri di destinazione visualizzati in matrici numeriche e di attente29, insieme a numeri non di destinazione. Questo test verifica le prestazioni attente e cognitive.
L'obiettivo generale di questi protocolli è quello di illustrare che la stimolazione trigeminale suscita cambiamenti specifici nelle prestazioni cognitive, che non possono essere attribuiti in modo specifico alla generazione di comandi motori e sono correlati ai cambiamenti legati agli pupille in LC mediati Eccitazione. Le applicazioni dei protocolli si estendono a tutte le condizioni comportamentali in cui le prestazioni possono essere misurate e si sospetta il coinvolgimento della LC.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Anti-stress ball</td>
			<td>Artengo, Decathlon, France</td>
			<td>TB600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chewing gum</td>
			<td>Vigorsol, Perfetti, Italy</td>
			<td>Commercially available product</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infrared Camera-Wearable pupillometer</td>
			<td>Pupil Labs, Berlin, Germany</td>
			<td>Pupil Labs headset</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pupillographer</td>
			<td>CSO, Florence, Italy</td>
			<td>MOD i02, with chin support</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon rubber</td>
			<td>Prochima, Italy</td>
			<td>gls50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software for pupil detection - wearable pupillometer</td>
			<td>Pupil Labs, Berlin, Germany</td>
			<td>Pupil Labs headset</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tangram Puzzle</td>
			<td>Citt&#224; del Sole srl, Milano, Italy</td>
			<td>Tangram Puzzle</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wearable pupillometer</td>
			<td>Pupil Labs, Berlin, Germany</td>
			<td>Pupil labs model</td>
			<td>Dimension of the frame: 13.5 x 15.5cm</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing pupil-linked changes in locus coeruleus-mediated arousal elicited by trigeminal stimulation

La letteratura scientifica attuale fornisce la prova che l'attività sensomotoria trigeminale associata alla masticazione può influenzare l'eccitazione, l'attenzione e le prestazioni cognitive. Questi effetti possono essere dovuti a connessioni diffuse del sistema trigemino al sistema di attivazione reticolare ascendente (ARAS), a cui appartengono i neuroni noradrenergici del locus coeruleus (LC). I neuroni LC contengono proiezioni per l'intero cervello, ed è noto che la loro scarica co-varia con la dimensione della pupilla. L'attivazione LC è necessaria per suscitare la mitologia correlata alle attività. Se gli effetti di masticazione sulle prestazioni cognitive sono mediati dalla LC, è ragionevole aspettarsi che i cambiamenti nelle prestazioni cognitive sono correlati ai cambiamenti nella midriasi relativa alle attività. Due nuovi protocolli sono presentati qui per verificare questa ipotesi e documentare che gli effetti di masticazione non sono attribuibili ad una specifica attivazione motoria. In entrambi i protocolli, le variazioni delle prestazioni e delle dimensioni della pupilla osservate durante compiti specifici vengono registrate prima, subito dopo, e mezz'ora dopo un periodo di 2 min di entrambi: a) nessuna attività, b) ritmica, handgrip bilaterale, c) masticazione bilaterale di pellet molle e d) masticazione bilaterale di pellet duro. Il primo protocollo misura il livello di prestazioni nell'avvistamento dei numeri di destinazione visualizzati all'interno di matrici numeriche. Poiché le registrazioni delle dimensioni della pupilla sono registrate da un pupillometro appropriato che impedisce alla visione di garantire livelli di illuminazione costanti, la midriasi correlata all'attività viene valutata durante un'attività aptica. I risultati di questo protocollo rivelano che 1) le variazioni indotte da masticare nelle prestazioni e nella mitologia correlata alle attività sono correlate e 2) né le prestazioni né la midriasi sono migliorate dalla manoa. Nel secondo protocollo, l'uso di un pupillometro indossabile consente di misurare i cambiamenti delle dimensioni delle pupille e delle prestazioni durante lo stesso compito, consentendo così di ottenere prove ancora più solide per quanto riguarda il coinvolgimento di LC negli effetti trigeminici sull'attività cognitiva. Entrambi i protocolli sono stati gestiti nello storico studio del prof.

La figura 4 mostra un esempio rappresentativo dei risultati ottenuti quando il protocollo 1 è stato applicato a un singolo soggetto (46 anni, femmina). PI è stato aumentato subito dopo aver masticato (T7) sia un duro (da 1,73 intorpidimento /s a 2,27 intorpidimento/s) e pellet morbido (da 1,67 intorpiditi/s a 1,87 intorpiditi/s) (Figura 4A). Tuttavia, 30 min più tardi (T37), l'aumento delle prestazioni persistette solo per il pellet duro. D'a...

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Assessing Pupil-linked Changes in Locus Coeruleus-mediated Arousal Elicited by Trigeminal Stimulation

Per verificare se gli effetti trigeminisuli sulle prestazioni cognitive comportano l'attività del locus coeruleus, vengono presentati due protocolli che mirano a valutare le possibili correlazioni tra le prestazioni e i cambiamenti delle dimensioni delle pupille relative ai compiti indotti dalla masticazione. Questi protocolli possono essere applicati a condizioni in cui si sospetta il contributo di locus coeruleus.

Valutazione dei cambiamenti legati agli pupili in Arousal mediato da Locus Coeruleus, suscitato dalla stimolazione trigeminale

Current scientific literature provides evidence that trigeminal sensorimotor activity associated with chewing may affect arousal, attention, and cognitive ...

Il locus coeruleus è una profonda struttura cerebrale che regola l'eccitazione comportamentale, l'attenzione e le prestazioni cognitive. La sua attività può essere registrata indirettamente misurando la dimensione dell'alunno. Questo approccio consente la verifica di dove gli stimoli che aumentano le prestazioni cognitive, come la stimolazione della gemina, modulano l'attività LC man mano che il diametro cambia nella dimensione della pupilla.Prove sperimentali suggeriscono che le malattie neurodegenerative sono associate alla disfunzione locus coeruleus. L'approccio attuale spianerà la strada alla modulazione dell'input geminale al locus coeruleus a fini terapeutici. A dimostrare la procedura con Tommaso Banfi sarà Vincenzo De Cicco, medico professionista e odontologo.Per eseguire l'esperimento, sono necessari un pezzo di gomma da masticare disponibile in commercio, indicato come un pellet morbido, e un pellet di gomma di silicio, indicato come pellet duro. Un puzzle tangram deve anche essere preparato per il compito aptico. Per il primo protocollo, fornire un documento che mostri tre matrici numeriche 10 per 10 al soggetto e chiedere al soggetto di scansionare in sequenza le linee della matrice mentre si utilizza una matita per spuntare tutti i numeri di destinazione indicati sopra ogni matrice entro 15 secondi per misurare le prestazioni cognitive di base del soggetto.Quindi valutare manualmente l'indice di prestazioni, la velocità di scansione e il tasso di errore. Per misurare le dimensioni della pupilla di base, posizionare il soggetto a una distanza di lavoro ottimale di 56 millimetri da un pupillografo topografo corneale e acquisire singoli scatti separati della telecamera delle pupille sinistra e destra con un'illuminazione costante di 40 lux. Per valutare la dimensione della pupilla durante un compito aptico tangram, posiziona uno dei pezzi del puzzle nella mano del soggetto e chiedi al soggetto di riportare il pezzo al tangramma durante la registrazione delle dimensioni della pupilla del soggetto.Per misurare le dimensioni della pupilla durante il compito aptico, acquisire le foto mentre il soggetto esegue la seconda delle due ripetizioni di attività all'inizio dell'esplorazione della superficie del puzzle. Valutazione delle dimensioni della pupilla sinistra e destra mediante acquisizione diretta dei valori visualizzati dal software in millimetri. Quindi sottrarre la dimensione della pupilla a riposo dalla dimensione della pupilla durante il compito tattile per calcolare la miriade legata alle attività e ottenere il valore medio sia per gli alunni di destra che di sinistra.Successivamente, chiedi al soggetto di masticare un pellet morbido auto-somministrato, lasciando che il soggetto scelga spontaneamente sia il tasso di masticazione che il lato preferito che mastica la bocca. Dopo un minuto, fornire al soggetto un nuovo pellet morbido e chiedere al soggetto di cambiare il lato masticatorio per un altro minuto di masticazione. Subito dopo, terminare l'esercizio di masticazione, valutare le prestazioni del soggetto nel test delle matrici come dimostrato durante la misurazione della dimensione della pupilla sia a riposo che durante il compito aptico.30 minuti dopo la fine dell'esercizio di masticazione, valutare le prestazioni del soggetto e le dimensioni della pupilla, sia a riposo che durante il compito aptico. Per il secondo protocollo, dotare il soggetto dell'eye tracker pupillometro indossabile dotato di una struttura in vetro stampato in 3D e regolare la posizione delle due telecamere a infrarossi montate sul telaio in modo che gli occhi del soggetto siano a fuoco con il campo visivo delle telecamere. Utilizzando un sensore di luce logaritmica calibrato montato sul telaio indossabile pupillometro per registrare continuamente e simultaneamente il livello di illuminazione ambientale, acquisire immagini delle pupille del soggetto a riposo a una frequenza di campionamento di 120 Hertz all'interno del software pupillometro indossabile per 20 secondi.Per ottenere i dati sulle prestazioni cognitive di base, registrare le dimensioni degli alunni mentre la materia esegue il test Spinnler-Tognoni. Elevare manualmente le dimensioni della pupilla sinistra e destra a riposo e durante la prova Spinnler-Tognoni calcolando la media dei valori acquisiti per ogni alunno. Quindi calcola la miriade legata alle attività come dimostrato per ottenere i valori medi sia per gli alunni di sinistra che per gli alunni di destra.Successivamente, chiedi al soggetto di masticare un pellet morbido auto-somministrato, lasciando che il soggetto scelga spontaneamente sia il tasso di masticazione che il lato masticatorio della bocca. Dopo un minuto, fornire al soggetto un nuovo pellet morbido e chiedere al soggetto di cambiare il lato masticatorio per un ulteriore minuto di masticazione. Immediatamente al termine dell'esercizio di masticazione, valutare la dimensione della pupilla a riposo sia nella prestazione che nella dimensione della pupilla durante la prova delle matrici.30 minuti dopo la fine dell'esercizio di masticazione, valutare sia la dimensione della pupilla a riposo che sia la dimensione della pupilla delle prestazioni durante la prova delle matrici. In questo esempio rappresentativo, l'indice di prestazione è stato aumentato subito dopo aver masticato un pellet duro o morbido. Tuttavia, dopo 30 minuti, l'aumento delle prestazioni persistette solo per il pellet duro.Due condizioni di controllo, come la mancanza di attività e l'esercizio di impugnata, hanno avuto un effetto negativo sulle prestazioni, con la tendenza a recuperare dopo 30 minuti. Cambiamenti qualitativamente simili sono stati osservati per la miriade legata alle attività nello stesso argomento visualizzato nel grafico precedente. Nella modalità di acquisizione continua dello strumento, i singoli campioni finali sono rappresentativi del valore medio finale poiché la pupilla raggiunge una dimensione stabile entro cinque secondi da quando la luce è spenta.In singoli soggetti, è stata osservata una forte correlazione tra le prestazioni e la miriade legata al compito dopo aver masticato pellet duri e morbidi. Una correlazione è evidente anche quando le modifiche corrispondenti vengono normalizzate per i valori di base. Prove ancora più forti del coinvolgimento della LC negli effetti stimolanti della masticazione sulle prestazioni cognitive possono essere ottenute correlando i cambiamenti indotti dalla masticazione nell'indice di prestazione con il cambiamento della midriasi osservato durante l'esecuzione dello stesso test delle matrici.Utilizzando la procedura, è molto importante controllare attentamente l'illuminazione ambientale in quanto la luce esterna può essere un fattore determinante per le dimensioni dell'alunno, confondendo i risultati. Questa procedura potrebbe trovare diverse applicazioni, ad esempio, stiamo attualmente studiando se la correzione di un'assimetria occlusione possa aumentare le prestazioni influenzando l'attività locus coeruleus.

Research

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