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 investigación fue apoyada por subvenciones de la Universidad de Pisa. Agradecemos al Sr. Paolo Orsini, al Sr. Francesco Montanari y a la Sra. Cristina Pucci la valiosa asistencia técnica, así como a la compañía I.A.C.E.R. S.r.L. por apoyar a la Dra. Maria Paola Tramonti Fantozzi con una beca. Por último, agradecemos a la empresa OCM Projects por preparar pellets duros y realizar mediciones constantes de dureza y resorte.

Todos los pasos siguen las directrices del Comité Ético de la Universidad de Pisa.
1. Reclutamiento de participantes
<ol><li>Reclutar a una población sujeta de acuerdo con el objetivo específico del estudio (es decir, sujetos normales y/o pacientes, hombres y/o mujeres, jóvenes y/o ancianos).</li>
</ol>2. Preparación de materiales
<ol><li>Preparar un pellet suave; utilizar goma de mascar disponible en el uso comercial(Tabla de materiales;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>

Los protocolos presentados en este estudio abordan los efectos agudos de la actividad trigémino sensorimotor en el rendimiento cognitivo y el papel de la LC en este proceso. Este tema tiene cierta relevancia, teniendo en cuenta que 1) durante el envejecimiento, el deterioro de la actividad masticatoria se correlaciona con la decadencia cognitiva32,33,34; las personas que preservan la salud bucal son menos propensas a fenómenos...

En los seres humanos, se sabe que masticar acelera el procesamiento cognitivo1,2 y mejora laexcitación 3,4, atención5, aprendizaje, y la memoria6,7. Estos efectos se asocian con el acortamiento de las latencias de las potencialidades corticales relacionadas con eventos8 y un aumento de la perfusión de varias estructuras corticales y subcorticales2,9.
Dentro de los nervios craneales, la información más relevante que sustenta la desincronización cortical y la excitación se transporta mediante fibras trigéminos10,probablemente debido a fuertes conexiones trigémino al sistema ascendente de activación reticular (ARAS)11. Entre las estructuras ARAS, el locus coeruleus (LC) recibe las entradas trigéminos11 y modula la excitación12,13, y su actividad covarios con pupila tamaño14,15,16,17,18. Aunque la relación entre la actividad de reposo de LC y el rendimiento cognitivo es compleja, la mejora relacionada con las tareas de la actividad lc conduce a la momiasis de19 alumnos asociada a la excitación20 y un rendimiento cognitivo mejorado21. Existe una covariación fiable entre la actividad LC y el tamaño de la pupila, y esta última se considera actualmente un apoderado de la actividad central noradrenérgica22,23,24,25,26.
La activación asimétrica de las ramas trigéminos sensorimotor induce asimetrías pupilas (anisocoria)27,28,confirmando la fuerza de la conexión trigemino-coerulear. Si la LC participa en los efectos estimulantes de masticar en el rendimiento cognitivo, puede afectar a la midriasis paralela relacionada con la tarea, que es un indicador de activación fásica LC durante una tarea. También puede afectar el rendimiento, por lo que se puede esperar una correlación entre los cambios inducidos por masticar en el rendimiento y la midriasis. Por otra parte, si los efectos del trigémino son específicos, los efectos de masticación deben ser mayores que los provocados por otra tarea motora rítmica. Para probar estas hipótesis, se presentan dos protocolos experimentales. Se basan en mediciones combinadas de rendimiento cognitivo y tamaño de la pupila, realizadas antes y después de un corto período de actividad de masticación. Estos protocolos utilizan una prueba que consiste en encontrar los números de destino mostrados en las matrices numéricas atentas29,junto con los números no objetivo. Esta prueba verifica el rendimiento atento y cognitivo.
El objetivo general de estos protocolos es ilustrar que la estimulación trigémino provoca cambios específicos en el rendimiento cognitivo, que no se pueden atribuir específicamente a la generación de comandos motores y están relacionados con los cambios vinculados a los alumnos en Excitación. Las aplicaciones de los protocolos se extienden a todas las condiciones de comportamiento en las que se puede medir el rendimiento y se sospecha la participación de la 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 literatura científica actual proporciona evidencia de que la actividad sensorimotor trigémino asociada con la masticación puede afectar la excitación, la atención y el rendimiento cognitivo. Estos efectos pueden deberse a conexiones generalizadas del sistema trigémino al sistema de activación reticular ascendente (ARAS), al que pertenecen las neuronas noradrenérgicas del locus coeruleus (LC). Las neuronas LC contienen proyecciones a todo el cerebro, y se sabe que su secreción varía con el tamaño de la pupila. La activación de LC es necesaria para provocar la midriasis relacionada con tareas. Si los efectos de masticación en el rendimiento cognitivo están mediados por la LC, es razonable esperar que los cambios en el rendimiento cognitivo se correlacionan con los cambios en la midaría relacionada con la tarea. Aquí se presentan dos protocolos novedosos para verificar esta hipótesis y documentar que los efectos de masticación no son atribuibles a la activación del motor específico. En ambos protocolos, los cambios de rendimiento y tamaño de la pupila observados durante tareas específicas se registran antes, poco después, y media hora después de un período de 2 minutos de cualquiera de: a) sin actividad, b) agarre rítmico, bilateral, c) masticación bilateral de pellets blandos, y d) masticación bilateral de pellet duro. El primer protocolo mide el nivel de rendimiento en la detección de números de destino que se muestran en matrices numéricas. Dado que las grabaciones del tamaño de la pupila se registran mediante un pupilómetro adecuado que impide la visión para garantizar niveles de iluminación constantes, la midriasis relacionada con la tarea se evalúa durante una tarea háptica. Los resultados de este protocolo revelan que 1) los cambios inducidos por la masticación en el rendimiento y la midriasis relacionada con tareas están correlacionados y 2) ni el rendimiento ni la midriasis se mejoran con la empuñadura. En el segundo protocolo, el uso de un pupilómetro portátil permite medir los cambios de tamaño de la pupila y el rendimiento durante la misma tarea, permitiendo así obtener pruebas aún más sólidas con respecto a la participación de LC en los efectos trigéminos sobre la actividad cognitiva. Ambos protocolos se han ejecutado en la oficina histórica del profesor Giuseppe Moruzzi, el descubridor de ARAS, en la Universidad de Pisa.

La Figura 4 muestra un ejemplo representativo de los resultados obtenidos cuando el protocolo 1 se aplicó a un solo sujeto (46 años, mujer). La PI se incrementó poco después de haber masticado (T7) tanto un fuerte (de 1,73 numb/s a 2.27 numb/s) como un pellet suave (de 1,67 numb/s a 1,87 numb/s)(Figura 4A). Sin embargo, 30 minutos más tarde (T37), el mayor rendimiento persistió sólo para el pellet duro. Por otro lado, tanto la falta de ac...

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

Para verificar si los efectos trigéminos sobre el rendimiento cognitivo implican actividad de locus coeruleus, se presentan dos protocolos que tienen como objetivo evaluar posibles correlaciones entre el rendimiento y los cambios en el tamaño de la pupila relacionados con la tarea inducidos por la masticación. Estos protocolos pueden aplicarse a condiciones en las que se sospeche la contribución de locus coeruleus.

Evaluación de los cambios vinculados a los alumnos en La estimulación trigéminal mediada por Locus Coeruleus

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

El locus coeruleus es una estructura cerebral profunda que regula la excitación conductual, atención, y el rendimiento cognitivo. Su actividad se puede registrar indirectamente midiendo el tamaño de la pupila. Este enfoque permite la verificación de dónde cambian los estímulos que aumentan el rendimiento cognitivo, como la estimulación gemina, modulan la actividad de LC a medida que el diámetro cambia en el tamaño de la pupila.La evidencia experimental sugiere que las enfermedades neurodegenerativas están asociadas con la disfunción del locus coeruleus. El presente enfoque allanará el camino para la modulación de la entrada geminal al locus coeruleus con fines terapéuticos. Demostrando el procedimiento con Tommaso Banfi estará Vincenzo De Cicco, médico profesional y odontólogo.Para llevar a cabo el experimento, se necesita una pieza de goma de mascar disponible comercialmente, conocida como pellet suave, y un pellet de goma de silicio, conocido como pellet duro. Un rompecabezas de tangram también debe estar preparado para la tarea háptica. Para el protocolo uno, proporcione un papel que muestre tres matrices numéricas de 10 por 10 al sujeto, y pida al sujeto que escanee secuencialmente las líneas de matriz mientras usa un lápiz para marcar tantos números de objetivo indicados por encima de cada matriz dentro de 15 segundos para medir el rendimiento cognitivo de referencia del sujeto.A continuación, evalúe manualmente el índice de rendimiento, la tasa de análisis y la tasa de error. Para medir el tamaño de la pupila basal, siénte el sujeto a una distancia de trabajo óptima de 56 milímetros desde un alumnoniógrafo topógrafo de córnea, y adquiera tomas de cámara individuales y separadas de las pupilas izquierda y derecha bajo una iluminación constante de 40 lux. Para evaluar el tamaño de la pupila durante una tarea háptica de tangram, coloque una de las piezas del rompecabezas en la mano del sujeto y pida al sujeto que devuelva la pieza al tangram mientras registra el tamaño de la pupila del sujeto.Para medir el tamaño de la pupila durante la tarea háptica, adquiera las fotos mientras el sujeto realiza la segunda de dos repeticiones de tareas al principio de la exploración de la superficie del rompecabezas. Evaluar el tamaño de la pupila izquierda y derecha mediante la adquisición directa de los valores mostrados por el software en milímetros. A continuación, reste el tamaño de la pupila en reposo del tamaño de la pupila durante la tarea háptica para calcular la midriasis relacionada con la tarea y obtener el valor medio para las pupilas derecha e izquierda.A continuación, pida al sujeto que mastique un pellet blando autoadministrado, dejando que el sujeto elija espontáneamente tanto la tasa de masticación como el lado preferido para masticar la boca. Después de un minuto, proporcione al sujeto un nuevo pellet suave, y pida al sujeto que cambie el lado de la masticación por un minuto más de masticación. Inmediatamente después, termine el ejercicio de masticación, evalúe el rendimiento del sujeto en la prueba de matrices como se demostró mientras mide el tamaño de la pupila tanto en reposo como durante la tarea háptica.30 minutos después del final del ejercicio de masticación, evaluar el rendimiento de la asignatura y el tamaño de la pupila, tanto en reposo como durante la tarea háptica. Para el protocolo dos, equipe al sujeto con el rastreador ocular pupillímetro portátil dotado con una estructura de marco de vidrio impresa en 3D, y ajuste la posición de las dos cámaras infrarrojas montadas en el marco para que los ojos del sujeto estén enfocados en el campo de visión de las cámaras. Utilizando un sensor de luz logarítmica calibrado montado en el marco del pupillómetro portátil para registrar de forma continua y simultánea el nivel de iluminación ambiental, adquiera imágenes de las pupilas del sujeto en reposo a una frecuencia de muestreo de 120 hercios dentro del software pupilalímetro portátil durante 20 segundos.Para obtener los datos de rendimiento cognitivo de referencia, registre el tamaño de las pupilas mientras el sujeto realiza la prueba Spinnler-Tognoni. Eleve manualmente los tamaños de las pupilas izquierda y derecha en reposo y durante la prueba Spinnler-Tognoni promediando los valores adquiridos para cada alumno. A continuación, calcule la midriasis relacionada con la tarea como se ha demostrado para obtener los valores medios para las pupilas izquierda y derecha.A continuación, pida al sujeto que mastique un pellet blando autoadministrado, dejando que el sujeto elija espontáneamente tanto la tasa de masticación como el lado que mastica la boca. Después de un minuto, proporcione al sujeto un nuevo pellet suave, y pida al sujeto que cambie el lado de la masticación por un minuto adicional de masticación. Inmediatamente al final del ejercicio de masticación, evalúe el tamaño de la pupila en reposo tanto en el rendimiento como en el tamaño de la pupila durante la prueba de matrices.30 minutos después del final del ejercicio de masticación, evaluar tanto el tamaño de la pupila en reposo como el tamaño de la pupila de rendimiento durante la prueba de matrices. En este ejemplo representativo, el índice de rendimiento se incrementó poco después de haber masticado un pellet duro o suave. Sin embargo, después de 30 minutos, el mayor rendimiento persistió sólo para el pellet duro.Dos condiciones de control, como la falta de actividad y el ejercicio de la empuñadura, tuvieron un efecto negativo en el rendimiento, con una tendencia a recuperarse después de 30 minutos. Se observaron cambios cualitativamente similares para la midriasis relacionada con la tarea en el mismo sujeto que se muestra en la gráfica anterior. En el modo de adquisición continua del instrumento, las muestras individuales finales son representativas del valor medio final, ya que la pupila alcanza un tamaño estable en un plazo de cinco segundos desde que la luz está apagada.En sujetos individuales, se observó una fuerte correlación entre el rendimiento y la midriasis relacionada con la tarea después de masticar pellets duros y blandos. Una correlación también es evidente cuando se normalizan los cambios correspondientes para los valores de línea base. Se puede obtener una evidencia aún más sólida de la implicación de LC en los efectos estimulantes de la masticación en el rendimiento cognitivo mediante la correlación de los cambios inducidos por la masticación en el índice de rendimiento con el cambio en la midriasis observado durante la ejecución de la misma prueba de matrices.Mediante el procedimiento, es muy importante controlar cuidadosamente la iluminación ambiental, ya que la luz externa puede ser un determinante importante para el tamaño de la pupila, confundiendo los resultados. Este procedimiento puede encontrar varias aplicaciones, por ejemplo, estamos estudiando si la corrección de una asimetría oclusal puede aumentar el rendimiento al afectar a la actividad del locus coeruleus.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism

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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 ...

Investigación

Neurociencias

Assessing Neurodegenerative Phenotypes in Drosophila Dopaminergic Neurons by Climbing Assays and Whole Brain Immunostaining

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La evaluación de fenotipos neurodegenerativas en<em&gt; Drosophila</em&gt; Las neuronas dopaminérgicas mediante ensayos de Escalada y inmunotinción de todo el cerebro

Drosophila melanogaster is a valuable model organism to study aging and pathological degenerative processes in the nervous system. The advantages of the ...

Deep Brain Stimulation with Simultaneous fMRI in Rodents

La estimulación cerebral profunda con simultánea fMRI en roedores

In order to visualize the global and downstream neuronal responses to deep brain stimulation (DBS) at various targets, we have developed a protocol for ...

Analysis of Gene Expression Changes in the Rat Hippocampus After Deep Brain Stimulation of the Anterior Thalamic Nucleus

Análisis de los cambios de expresión génica en la Rata Hippocampus Después de la estimulación cerebral profunda del tálamo anterior Núcleo

Deep brain stimulation (DBS) surgery, targeting various regions of the brain such as the basal ganglia, thalamus, and subthalamic regions, is an effective ...

Generation of Local CA1 &#947; Oscillations by Tetanic Stimulation

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