Name: assessing pupil-linked changes in locus coeruleus-mediated arousal elicited by trigeminal stimulation
Uploaded: 2019-11-26T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assessing Pupil-linked Changes in Locus Coeruleus-mediated Arousal Elicited by Trigeminal Stimulation at JoVE.com

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.

Todas as etapas seguem as diretrizes do Comitê de Ética da Universidade de Pisa.
1. Recrutamento de participantes
<ol><li>Recrutar uma população sujeita de acordo com o objetivo específico do estudo (ou seja, indivíduos normais e/ou pacientes, homens e/ou mulheres, jovens e/ou idosos).</li>
</ol>2. Preparação material
<ol><li>Prepare uma pelota macia; use chiclete comercialmente disponível(Mesa de Materiais; dureza inicial = 20 Shore OO).</...

<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>

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...

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.

<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

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.

A figura 4 mostra um exemplo representativo dos resultados obtidos quando o protocolo 1 foi aplicado a um único sujeito (46 anos, do sexo feminino). Pi foi aumentada logo após ter mastigado (T7) tanto um duro (de 1,73 dormente / s para 2,27 dormente / s) e pelota macia (de 1,67 dormente / s para 1,87 numb / s) (Figura 4A). No entanto, 30 min mais tarde (T37), o aumento do desempenho persistiu apenas para a pelota dura. Por outro lado, tanto a ...

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

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.

Avaliação de alterações ligadas aos alunos na excitação mediada por Locus Coeruleus provocada pela estimulação trigeminal

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

O lócus coeruleus é uma estrutura cerebral profunda que regula a excitação comportamental, a atenção e o desempenho cognitivo. Sua atividade pode ser registrada indiretamente medindo o tamanho da pupila. Essa abordagem permite a verificação de onde os estímulos que aumentam o desempenho cognitivo, como a estimulação gemina, modulam a atividade da LC à medida que o diâmetro muda no tamanho da pupila.Evidências experimentais sugerem que doenças neurodegenerativas estão associadas à disfunção do lócus coeruleus. A presente abordagem abrirá caminho para a modulação da entrada geminal ao lócus coeruleus para fins terapêuticos. Demonstrando o procedimento com Tommaso Banfi estará Vincenzo De Cicco, médico profissional e odontólogo.Para realizar o experimento, são necessários um pedaço comercialmente disponível de chiclete, referido como uma pelota macia, e uma pelota de borracha de silício, chamada de pelota dura. Um quebra-cabeça tangram também deve estar preparado para a tarefa háptica. Para o protocolo um, forneça um papel exibindo três matrizes numéricas de 10 por 10 para o sujeito, e peça ao sujeito para digitalizar sequencialmente as linhas de matriz enquanto usa um lápis para marcar o maior número de alvos indicado acima de cada matriz dentro de 15 segundos para medir o desempenho cognitivo da linha de base do sujeito.Em seguida, avalie manualmente o índice de desempenho, a taxa de digitalização e a taxa de erro. Para medir o tamanho da pupila da linha de base, sente o sujeito a uma ótima distância de trabalho de 56 milímetros de um pupilógrafo topógrafo topólgrafo da córnea, e adquira fotos de câmera únicas e separadas das pupilas esquerda e direita sob uma iluminação constante de 40 lux. Para avaliar o tamanho da pupila durante uma tarefa háptica tangram, coloque uma das peças do quebra-cabeça na mão do sujeito, e peça ao sujeito para devolver a peça ao tangram enquanto grava o tamanho da pupila do sujeito.Para medir o tamanho da pupila durante a tarefa háptica, adquira as fotos enquanto o sujeito realiza a segunda de duas repetições de tarefas no início da exploração da superfície do quebra-cabeça. Avaliando o tamanho da pupila esquerda e direita por aquisição direta dos valores exibidos pelo software em milímetros. Em seguida, subtraia o tamanho da pupila em repouso do tamanho da pupila durante a tarefa háptica para calcular a micose relacionada à tarefa e obter o valor médio para os alunos direito e esquerdo.Em seguida, peça ao sujeito para mastigar uma pelota macia auto-administrada, permitindo que o sujeito escolha espontaneamente tanto a taxa de mastigação quanto o lado preferido de mastigar boca. Depois de um minuto, forneça ao sujeito uma nova pelota macia, e peça ao sujeito para trocar o lado da mastigação por mais um minuto de mastigação. Imediatamente após, finalize o exercício de mastigação, avalie o desempenho do sujeito no teste de matrizes como demonstrado enquanto mede o tamanho da pupila tanto em repouso quanto durante a tarefa háptica.30 minutos após o término do exercício de mastigação, avalie o desempenho do sujeito e o tamanho do aluno, tanto em repouso quanto durante a tarefa háptica. Para o protocolo dois, equipar o assunto com o rastreador de olhos pupilalo vestível dotado de uma estrutura de vidro impressa em 3D, e ajustar a posição das duas câmeras infravermelhas montadas no quadro para que os olhos do sujeito estejam em foco com o campo de visão das câmeras. Usando um sensor de luz logarítmica calibrado montado no quadro pupilal vestível para registrar continuamente e simultaneamente o nível de iluminação ambiental, adquira imagens dos alunos do sujeito em repouso a uma taxa de amostragem de 120 Hertz dentro do software pupilalômetro vestível por 20 segundos.Para obter os dados de desempenho cognitivo da linha de base, regise o tamanho dos alunos enquanto o sujeito realiza o teste Spinnler-Tognoni. Eleve manualmente os tamanhos da pupila esquerda e direita em repouso e durante o teste Spinnler-Tognoni, com uma média dos valores adquiridos para cada aluno. Em seguida, calcule a micose relacionada à tarefa como demonstrado para obter os valores médios tanto para os alunos esquerdo quanto para a direita.Em seguida, peça ao sujeito para mastigar uma pelota macia auto-administrada, permitindo que o sujeito escolha espontaneamente tanto a taxa de mastigação quanto o lado de mastigar a boca. Após um minuto, forneça ao sujeito uma nova pelota macia, e peça ao sujeito para trocar o lado da mastigação por mais um minuto de mastigação. Imediatamente no final do exercício de mastigação, avalie o tamanho da pupila em repouso tanto no desempenho quanto no tamanho da pupila durante o teste de matrizes.30 minutos após o término do exercício de mastigação, avalie tanto o tamanho da pupila em repouso quanto o tamanho da pupila de desempenho durante o teste de matrizes. Neste exemplo representativo, o índice de desempenho foi aumentado logo após ter mastigado uma pelota dura ou macia. No entanto, após 30 minutos, o aumento do desempenho persistiu apenas para a pelota dura.Duas condições de controle, como a falta de atividade e o exercício de aperto de mão, tiveram um efeito negativo no desempenho, com tendência a se recuperar após 30 minutos. Foram observadas alterações qualitativamente semelhantes para a micose relacionada à tarefa no mesmo assunto exibido na trama anterior. No modo de aquisição contínua do instrumento, as amostras individuais finais são representativas do valor médio final, uma vez que o aluno atinge um tamanho estável dentro de cinco segundos a partir de quando a luz está desligada.Em indivíduos únicos, observou-se forte correlação entre o desempenho e a micose relacionada à tarefa após mastigar pelotas duras e macias. Uma correlação também é evidente quando as alterações correspondentes são normalizadas para os valores da linha de base. Evidências ainda mais fortes do envolvimento da LC nos efeitos estimulantes da mastigação do desempenho cognitivo podem ser obtidas correlacionando as alterações induzidas por mastigação no índice de desempenho com a mudança na micose observada durante a execução do mesmo teste de matrizes.Utilizando o procedimento, é muito importante controlar cuidadosamente a iluminação ambiental, pois a luz externa pode ser um dos principais determinantes para o tamanho da pupila, confundindo os resultados. Este procedimento pode encontrar várias aplicações, por exemplo, estamos atualmente estudando se a correção de uma assymetria oclusal pode aumentar o desempenho afetando a atividade do lócus coeruleus.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS ...

Neurociência

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Avaliando fenótipos Neurodegenerativas em<em&gt; Drosophila</em&gt; Neurônios dopaminérgicos subindo Ensaios e toda Imunocoloração Cérebro

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