Fjernundervisning 27 01 09 Fjernundervisning i Alderspsykiatri organisert

Fjernundervisning 27. 01. 09 Fjernundervisning i Alderspsykiatri organisert av kompetansesenteret aldring og helse. Grete Kjelvik NTNU ISB f. MRI-gruppen 1

MR-senteret, ved St. Olavs Hospital. http: //www. brainlab. no/ http: //www. ntnu. no/f. MRI 2

f. MRI gruppen Stip. Alexander Olsen Forskerlinje Jian Xu Postdoc. Ole Christian Eidheim Stip. Grete Kjelvik Postdoc. Live Eikenes Stip. Ida K. Antonsen Postdoc. Helen Palmer Stip. Benjamin Garzon Prof. Olav Haraldseth Postdoc. Hill Aina Masterstud. Hallvard Røe Steffenach Evensmoen Associate Prof. Asta Håberg 3 Forskerlinje Erik Forskerlinje Carl Pintzka M. Berntsen Forskerlinje Nicolas Elvemo Stip. Hanne Lehn Postdoc. Michael Chappell

Aktivitet Klinisk - Prekirurgisk planlegging - Hjerneslag - Traumatisk hjerneskade - Prematuritet/SGA Basal Funksjoner i MTL - Hukommelse - Navigasjon - Lukt - Demens - Kroniske smerter 4

Tittel foredrag: Undersøkelse av luktminne hos pasienter med mild kognitiv svikt. Kan manglende evne til luktidentifikasjon ha nytteverdi for å skille mellom undergrupper med MCI? 5

Luktidentifikasjon • • Hva er…? Hvor i hjernen prosesseres…. ? Hvordan…. . måles? Hvorfor forandres …. . hos pasienter med MCI? `lukt og hukommelse`-prosjekt 6

Hva er luktidentifikasjon? 7

Redusert luktefunksjon normalt med alderen. Redusert luktesans påvirkning i det daglige liv hos eldre. - Uten luktefornemmelse, minsker smaksopplevelsen. - Dårligere appetitt, underernæring. - Hygiene. 8

Luktidentifikasjon • • Hva er…? Hvor i hjernen prosesseres…. ? Hvordan kan …. . måles? Hvorfor forandres …. . hos pasienter med MCI? `lukt og hukommelse`-prosjekt 9

Det er i hovedsak områder i temporale deler av hjernen som aktiveres ved luktstimulering Luktecortex (primær) : Piriform cortex, Anterior Olfactory Nucleus , Amygdala, Olfactory Tubercle og Entorhinal cortex (rostral). Sekundære luktområder mottar input fra primære luktecortex: Orbito-frontal cortex, Insula, Hippocampus, Hypothalamus (Mediodorsal), Thalamus. 10

Luktidentifikasjon • • Hva er…? Hvor i hjernen prosesseres…. ? Hvordan …. . måles? Hvorfor forandres …. . hos pasienter med MCI? `lukt og hukommelse`-prosjektet 11

Metode- psykofysiske tester -Lukt er et sanseinntrykk. Det finnes metoder for å systematisere flere menneskers. luktinntrykk, slik at bestemmelsen av lukt blir mer objektiv; standardiserte psykofysiske lukte -tester. The Brief Smell Identification Test (Sensonics. Inc. , Haddon Heights, USA) The Sniffin Sticks Identification Test (Burghart Company). 12

olfactometer Stimulus delivery f. MRI experiment set-up Stimulus: Lemon, Rose, banana etc. Duration 260 ms “On” odours 10, 4 s. “off” bl. : odorless, water 32 s. Block design on off Scanner MRI Bo=3 T on off F. continuo: 12 l/min MRI Sequences: EPI 44 axial-slices 278 volumes + DTI, nesebilde, sekvens for å måle areal på hjernestrukturer Data Analysis FSL (FEAT; f. MRI Expert analysis tool) 13

Neuroimaging studier av luktminne 14

Unge versus gamle Wang et al. 2005. 15

Kvinner versus menn Yousem et al. 1999. 16

Eksklusjon av abnormaliteter i perifer patologi • Anterior rhinoscopy (Ekskludere nasale polypper). • MR-bilde av nesehulen og bihulene (for å ekskludere skade/sykdom i perifer patologi). 17

Apo. E og nedsatt luktesans - Studie av sammenheng mellom luktefunksjon og Apolipoprotein E e 4 allele (Murphy et al. 1998). - Fant at normale kontroller som testet positivt for APOE ε 4 allele viste svekkelser i luktefunksjon (UPSIT og SDOIT) sammenlignet med de som testet negativt for allele. Apo. E-genotyping ved avdeling for medisinsk biokjemi, St. Olavs Hospital. 18

-T 1 vekta bilder (1 6 16 1. 4 mm 3 resolution) viser strukturene av entorhinal cortex og hippocampus i kognitive normale (CN) subjekt og Alzheimer’s disease pasient (AD). Stoub et al. 2008. - Murphy et al. 2003 studerte korrelasjon mellom volum målinger av hippocampus, parahippocampal gyrus og amygdala, og psykofysiske målinger av luktfunksjon. En tydelig sammenheng mellom MTL volume og luktfunksjon ble påvist. Resultatene viste en signifikant sammenheng mellom venstre hippocampus og utførelse på luktidentifikasjon oppgave (r =. 85). Venstre side-hemisfære dominans ved verbal induserte luktetester. Murphy et al. 2003. -MR-bilde/sekvens for å måle hjernes areal og tykkelse (strukturer i MTL). 19

Luktidentifikasjon • • Hva er…? Hvor i hjernen prosesseres…. ? Hvordan …. . måles? Hvorfor forandres …. . hos pasienter med MCI? `lukt og hukommelse` -prosjekt 20

bakgrunn -Braak and Braak, 1991, ” The earliest pathological changes in AD appear to take place within the entorhinal cortex”. (Bear et al. 2001) Sentrale områder i MTL (inkludert hippocampus og entorhinal cortex) er viktig i prosesseringen av lukt-informasjon. 21

De to klassiske markørene • Det er antatt at den degenerative prosessen ved AD (karakterisert av de to klassiske markørene plakk and nevrofibrillære floker) starter i strukturer i temporallappen (Braak and Braak , 1994). • Prosessen for identifisering av lukter involverer temporale strukturer i hjernen, og en rekke internasjonale studier har vist at Alzheimers sykdom er assosiert med hyposmi (svekket luktesans). (Attems et al. , 2005, Devanand et al. , 2000, Hawkes, 2003, Suzuki et al. 2004, Tabert et 22 al. , 2005, m. fl. )

The relationship between cerebral Alzheimer`s disease pathology and odour indentification in old age. R. S. Wilson, S. E. Arnol, J. A. Schneider, Y. Tang, D. A. Bennet ----------------------------------------------------------------J neurol Neurosurg Psychiatry 2007; 78: 30 -35. Results: The association with odour identification was robust for tangles in the enthorinal cortex and CA 1/subiculum (nr 5 og 6 i figur) area of the hippocampus, but not for tangles in other cortical sites. Conclusion: The results suggest that difficulty in indentifying familiar odours in old age is partly due to the accumulation of neurofibrillar pathology in central olfactory regions. 23

Kjelvik G. , Sando B. S. , Aasly J. , Engedal K. , and White L. Use of the brief smell identification test for olfactory deficit in a Norwegian population with Alzheimer`s disease. International Journal of Geriatric Psychiatry, 2007. 24

Kjelvik et al. 2007. 25

Forandringer i lukteepitelet? Antall sensoriske nevroner i lukteepitel blir mindre med alderen (Doty et al. 2001). Jafek et al. gjorde et studiet i 1992 med biopsi av lukteepitel. Resutlatene viste ødeleggelse av dendritter i lukteceller, men ingen tangles og plakk. 26

Forandringer i luktelobene? Table. Olfactory bulb (OB) Volumes and results from olfactory testing in 20 patients* at time 1 and Time 2 measurements Variable Mean (SD) Time 1 Time 2 OB volume, mm 3 67. 7 (17. 1) 44. 0 (15. 3) Phenyl ethyl alcohol threshold, U 2. 7 (2. 4) 2. 7 (2. 2) Odor discrimination, U 8. 4 (2. 4) 8, 7 (2. 4) Odor identification, U 6. 5 (2. 5) 7. 2 (2. 6) Heahner A. et al. 2008. 27

Forandringer i hvit substans ? Schuff et al. 2008 I forskningsprosjektet tar vi også Diffusion tensor imaging (DTI)- for å 28 måle endringer i hvit substans.

Forandringer i sekundær eller primær luktecortex? Murphy et al. 2005. 29

Hvor i luktesystemet skjer forandringene? Som luktefunksjon er det luktidentifikasjonen som forsvinner først. Pasientene har fortsatt evnen til å kjenne at det er noe der, men kan ikke identifisere luktene. tyder det på at det er i høyere strukturer at forandringene skjer først. Med å sammenligne psykofysiske luktetester og funksjonell MR/MR er det mulig å undersøke hvordan luktområder i primær og sekundær cortex oppfører seg i både syke og friske hjerner. Med dette studiet håper vi å se om det er noen forbindelse mellom nedsatt hukommelse og nedsatt lukteevne da begge disse funksjonene ligger i samme område i hjernen. a. MCI pasienter vil skåre dårligere enn kontroller/andre subtyper MCI 30 på psykofysiske lukttester, og gi ulik hjernerespons på luktaktivering målt med f. MRI i primær og sekundær luktecortex.

Eksempel fra f. MRI data unge friske Identifiserte lukter (aktivering entorhinal cortex, p 0. 05). Uidentifiserte lukter (aktivering entorhinal cortex, p 0. 05). Upubliserte data. 31