Vaskuläre und medikamentöse Einflussfaktoren auf das fNIRS-Signal während einer Redeflussaufgabe

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URI: http://hdl.handle.net/10900/72097
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:21-dspace-720978
http://dx.doi.org/10.15496/publikation-13509
Dokumentart: Dissertation
Date: 2016
Language: German
Faculty: 4 Medizinische Fakultät
4 Medizinische Fakultät
Department: Medizin
Advisor: Fallgatter, Andreas J. (Prof. Dr.)
Day of Oral Examination: 2016-08-15
DDC Classifikation: 610 - Medicine and health
Keywords: Alzheimerkrankheit
Other Keywords: NIRS
Demenz
TREND-Studie
Alzheimer
License: Publishing license excluding print on demand
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Inhaltszusammenfassung:

Bislang gehört die vorliegende Arbeit zu den wenigen Studien, die sich nicht nur mit dem Einfluss der vaskulären Risikofaktoren auf das fNIRS-Signal, sondern auch mit dem Einfluss der Antihypertensiva, Antikoagulantien und Antidiabetika auf das fNIRS-Signal beschäftigt haben. Bei dieser Studie handelt es sich zudem um eine Studie, im Rahmen derer die höchste Anzahl an Probanden mittels fNIRS untersucht worden ist. Hintergrund: Die Prozesse der neurodegenerativen Erkrankungen wie etwa die Alzheimer-Erkrankung berühren nicht nur die zelluläre und molekulare, sondern auch die vaskuläre Ebene. Von daher ist ein vaskulär prädiktiver Wert für die Entwicklung der dementiell neurodegenerativen Erkrankungen in der AD-Früherkennung bzw. -Diagnostik von großer Bedeutung. Mit der funktionellen Nah-Infrarot-Spektroskopie (fNIRS) untersuchten wir die kortikale hämodynamische Reaktion, welche durch die Durchführung eines phonologischen und semantischen VFTs im Rahmen des VFT zustande gekommen ist. Ziel: Bei TREND handelt es sich um die Tübinger Erhebung von Risikofaktoren zur Erkennung von Neurodegeneration. Ziel der TREND-Studie ist es, die Risikofaktoren der Alzheimer- und Parkinsonkrankheit zu identifizieren. Risikofaktoren, die zu einer Früherkennung dieser neurodegenerativen Erkrankungen bei Patienten ohne Symptomatik führen, werden aufgezeigt. Ziel der vorliegenden Dissertation ist es, den Einfluss der vaskulären Risikofaktoren, also der vaskuläre Belastungsindex VBI und die dagegen eingenommenen Medikamente, auf hämodynamische Antwort und damit auf die Aktivierung des fNIRS zu untersuchen. Zusätzlich soll fNIRS als Früherkennungsmethode für AD anhand des vorhandenen VBI entwickelt werden. Es soll der Frage nachgegangen werden, ob der VBI die hämodynamische Antwort während der Durchführung phonologischer und semantischer Redeflussaufgaben im Rahmen des VFT verringert und ob die AAA-Medikamente auch einen Einfluss auf das fNIRS-Signal haben bzw. ob sie dem negativen Einfluss des VBI entgegenwirken und diesen neutralisieren wenn AAA-Medikamente als Kovariate berücksichtigt werden. Methodik: Insgesamt wurden 1 102 nicht demente Probanden zwischen 50 und 80 Jahren regelmäßig im 2-Jahresabstand anhand der fNIRS (Nah-Infrarot Spektroskopie) im Rahmen der TREND-Studie untersucht. Da einige psychiatrische und neurologische Erkrankungen, vor allem die Demenzerkrankungen, meist mit Einschränkungen der kognitiven Leistung und dem Verlust der Oxygenierung der betroffenen Hirnareale einhergeht, erweist sich die fNIRS für ihre Diagnostik als geeignet. Die untersuchten Probanden wurden zweimal, einmal nach dem VBI und einmal nach den AAA-Medikamenten in vier Gruppen unterteilt. Nach dem VBI wurden die Probanden wie folgt unterteilt: Gruppe 0 ohne VBI, Gruppe 1 mit einem vaskulären Risikofaktor, Gruppe 2 mit zwei Risikofaktoren und Gruppe 3 mit mehr als zwei Risikofaktoren. Nach AAA-Medikamente (Antikoagulantien, Antihypertensiva und Antidiabetika) wurden die Probanden wie folgt unterteilt: Gruppe 0 nimmt keine AAA-Medikamente, Gruppe 1 nimmt ein AAA-Medikament, Gruppe 2 nimmt zwei AAA-Medikamente und Gruppe 3 ist diejenige, die alle AAA-Medikamente zu sich nimmt. Zunächst wurden die Wirkung und der Einfluss des VBI auf das fNIRS-Signal ohne Berücksichtigung der AAA-Medikamente untersucht, um den reinen Einfluss des VBI zu gewinnen. Später wurden Wirkung und Einfluss des VBI auf das fNIRS-Signal unter Berücksichtigung der AAA-Medikamente als Kovariate untersucht, um zu erschließen, ob sich der Effekt des VBI dabei ändert. Ergebnisse: Zusammengefasst kann festgehalten werden, dass die vaskulären Risikofaktoren einen negativen Einfluss auf die fNIRS-Aktivierung aufweisen. Dies betrifft sowohl das globale fNIRS-Signal als auch die ROI-Schläfenregion. Je mehr die Probanden vaskuläre Risikofaktoren aufweisen, desto niedriger ist außerdem die fNIRS-Aktivierung. Wegen der starken Überlappung der beiden Gruppen, also der VBI-Gruppen und AAA-Medikamenten-Gruppe, analysierten wir erneut den Einfluss der VBI-Gruppen unter Berücksichtigung der Wirkung der AAA-Medikamente in der Kovariatenliste. Dadurch versuchten wir zu erschließen, ob die Medikamente zunächst überhaupt einen Einfluss auf die fNIRS-Aktivierung haben und ob der Einfluss der VBI-Gruppen konstant bleibt oder sich mit AAA-Medikation als Kovariate verringert. Dabei wurde beobachtet, dass die AAA-Medikamente einen negativen Einfluss auf die fNIRS-Aktivierung aufzeigen. Aufgrund der Überlappung der AAA-Medikamente mit den VBI-Gruppen ist jedoch unklar, ob es sich bei der Quelle dieses negativen Einflusses tatsächlich um die AAA-Medikamente handelt oder ob der Einfluss des VBI dominierend ist. Durch den Vergleich der Werte der Effektstärke des Einflusses des VBI auf das fNIRS-Signal mit und ohne Berücksichtigung der AAA-Medikamente konnte gezeigt werden, dass die AAA-Medikamente geteilte Varianz des fNIRS Signals mit dem VBI aufklären und somit, durch Aufnahme der AAA-Medikamente als Kovariate, der von Medikamenten unabhängige Einfluss des VBIs auf fNIRS sehr gering bzw. nicht-signifikant ist. Dies ergab sich sowohl während der phonologischen als auch der semantischen Phase des VFT. Die Veränderung liegt darin, dass sich der Effekt der VBI-Gruppen von einem schwachen Effekt noch weiter verringert hat. Unsere Ergebnisse zeigen, dass der vaskuläre Belastungsindex VBI ein Prädiktor hämodynamischer Antworten ist und damit eine Rolle bei der Früherkennung dementieller Erkrankungen, v.a. AD, anhand des fNIRS-Signals spielen könnte.

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