Prepulssin esto

Prepulssin esto ( eng. prepulse  inhibition, PPI ) - elimistön motorisen vasteen heikkeneminen voimakkaaseen terävään ärsykkeeseen (impulssi, eng.  pulssi ), yleensä ääneen , heikon alustavan ärsykkeen (prepulse, eng.  prepulse ) läsnä ollessa . PPI on sensorimotorisen suodatuksen ( eng.  sensorimotor gating ) indikaattori, joka kuvastaa keskushermoston kykyä suodattaa sensorista tietoa .

Farmakologiset tekijät sekä organismin geneettiset ominaisuudet ja geneettiset mutaatiot, mielenterveyden ja neurologiset sairaudet, hermoston orgaaniset häiriöt ja muut tekijät muuttavat kykyä prepulssin estoon. Eniten on tutkittu skitsofreniapotilaiden prepulssin eston vähenemistä . [1] Erilaisilla PPI-mittausmenetelmillä eläimillä ja ihmisillä tutkitaan keskushermoston toimintaa, sairauksien mekanismeja ja hoitomenetelmien vaikutuksia elimistössä sekä etsitään uusia psykoosilääkkeitä .

Menettely PPI:n mittaamiseksi

Ääniärsykkeitä käytettäessä mitataan ns. "akustisen hätkähdyksen" ( englanniksi  acoustic startle response, ASR ) amplitudi. Joskus käytetään ei-ääniärsykkeitä ja niiden yhdistelmiä - tässä tapauksessa ne puhuvat aistinvaraisesta hätkähdysvasteesta (SSR ) .  Ärsykkeenä voi olla valon välähdys, pieni napsautus glabellaa ( englanniksi glabellar tap ), ilmahuimaus. Harjoitetaan erityyppisten ärsykkeiden yhdistelmää, esimerkiksi ääniesipulssia ja napsautusta tai valoesipulssia ja äänipulssia.  

PPI-mittaus jyrsijöillä tapahtuu ns. särökammioissa , jotka on varustettu liiketunnistimilla .  Ihmisillä mitataan yleensä silmän motoristen lihasten reaktio. Ääntä käytettäessä huomioidaan mahdolliset kuulovauriot .

Käytetään erilaisia ​​​​pulssiväliä - 30, 60, 120, 240 ja 480 ms. Välin kesto lasketaan esipulssin alusta impulssin alkuun. Yli 500 ms:n välein tapahtuu yleensä käänteinen reaktio - prepulse amplifikaatio ( englanniksi  prepulse facilitation, PPF ). Tyypillinen esipulssin kesto on 20 ms, pulssin kesto on 40 ms. Akustisessa testissä käytetään yleensä valkoista taustakohinaa . Esipulssin äänenvoimakkuus asetetaan tyypillisesti 3-12 desibeliä taustan yläpuolelle , ja akustiset ärsykkeet ovat myös yleensä valkoista kohinaa.

PPI:n tärkeimmät ominaisuudet

• Eston amplitudi saavuttaa 65 % terveillä ihmisillä.
• Suurin esto havaitaan tavallisesti 120 ms:n pulssien välissä. [2]
• Perusjärkytysreaktio ei vaikuta eston voimakkuuteen; tämä havaittiin ensin rotilla tehdyissä kokeissa [3] , minkä jälkeen se varmistettiin hiirillä tehdyissä kokeissa. [neljä]

• Käänteinen reaktio, prepulssin vahvistus, liittyy tavallisesti yli 500 ms pituisiin pulssien välisiin aukkoihin. PPF:n uskotaan heijastavan jossain määrin kykyä ylläpitää huomiota .
• Miehillä prepulssin esto on keskimäärin voimakkaampaa, kun taas naisilla prepulssin vahvistuminen on selvempää. [5]

• PPI on selvempi käytettäessä vain yhtä korvaa kuin käytettäessä molempia. [6] [7]

• Vasteen estyminen tapahtuu ensimmäisessä signaalissa jopa ensimmäisellä testillä, joten PPI-reaktion esiintyminen ei vaadi oppimista ja ehdollistamista. Koulutuksen vaikutuksen puute PPI-vasteeseen on kuitenkin kiistetty. [kahdeksan]

• Uskotaan, että lyhyt viive signaalien välillä ei salli tahdonvoimaisen ohjauksen käyttöä vasteessa.
• Samalla on mahdollista asettaa tehtäväksi jättää huomiotta jotkut esipulssit ja vastata toisiin. Yhdessä tutkimuksessa terveillä koehenkilöillä PPI- ja PPF-vasteet lisääntyivät 120 ms:n ja 2000 ms:n välein tietyille ärsyketyypeille ja vähensivät vasteita ärsykkeisiin, jotka oli jätettävä huomiotta. [9]
• Hätkähdytysvasteen amplitudi kasvaa taustamelun lisääntyessä ja myös esipulssin pidentyessä.
• Vakaassa taustakohinassa hätkähdytysvaste on voimakkaampi kuin sykkivä taustamelu. [kymmenen]

PPI-rikkomus

PPI-häiriöitä tutkitaan ihmisillä ja monilla muilla lajeilla. Tutkituimmat PPI-puutokset skitsofreniassa , vaikka ne eivät ole tyypillisiä vain tälle taudille. Niitä havaitaan myös paniikkihäiriössä , (Ludewig et al., 2005), skitsotyyppisessä persoonallisuushäiriössä , [11] pakko-oireisessa häiriössä (Swerdlow et al., 1993), Huntingtonin taudissa, [12] enureesissa , tarkkaavaisuushäiriössä (Ornitz ). et ai. 1992) ja Touretten oireyhtymä (Swerdlow et ai. 1994; Castellanos et ai. 1996). Erään tutkimuksen mukaan temporaalilohkon epilepsiaa ja psykoosia sairastavilla ihmisillä on PPI-puutos, kun taas taudin muotoa ilman psykoosia ei löydy. [13] Siksi PPI-puutokset eivät liity tiettyyn sairauteen, vaan tiettyjen hermoyhteyksien häiriöihin.

PPI-puutos skitsofreniassa

PPI:n lasku on kuvattu monissa skitsofreniaa koskevissa töissä . Ensimmäinen maininta on vuodelta 1978 . [14] Poikkeamia havaittiin myös potilaiden terveillä sukulaisilla. [15] [16] Yksi tutkimus osoitti, että kun huomio kiinnitettiin prepulssiin, potilaat eivät kokeneet PPI:n nousua. [17] Dopamiini , jolla on merkittävä rooli skitsofrenian hoidossa, säätelee jyrsijöiden sensorimotorista tiedon suodatusta. [18] [19] Nämä havainnot ovat yhdenmukaisia ​​hypoteettisten kuvausten kanssa taudin dopamiinimekanismeista, jotka mahdollisesti liittyvät sensoristen ylikuormitusprosesseihin ja kognitiivisten prosessien pirstoutumiseen.

Psykoosilääkkeiden on osoitettu lisäävän PPI:tä potilailla, ja epätyypillisten neuroleptien on osoitettu olevan suurempi vaikutus. Potilaiden reaktioiden sukupuolierot eivät eroa terveiden ihmisten reaktioista: miehillä esto on voimakkaampaa. Potilailla on spesifinen PPI-vaje 60 ms:n välein, vaikka hoidon aikana tämä aikaväli vähentää estovastetta. [kaksikymmentä]

Todettiin, että tupakoitsijoilla PPI on korkeampi kuin tupakoimattomilla, ja voimakkain esto havaittiin eniten tupakoivilla potilailla. [20] [21] Tämä havainto on yhdenmukainen potilaiden tupakkariippuvuutta koskevien tietojen kanssa . Noin 70 % potilaista tupakoi, [22] ja monet polttavat yli 30 savuketta päivässä. [23] Ehkä tämä jotenkin parantaa potilaiden tilaa. Jotkut tutkimukset ovat havainneet skitsofrenian yhteyden CHRNA7- ja CHRFAM7A- geeneihin, jotka koodaavat nikotiinireseptorin alayksiköitä , mutta muut tutkimukset eivät ole löytäneet tällaista korrelaatiota. [24] [25] Toisin kuin odotettiin, alfa7-reseptorin knockout-hiirillä on normaali PPI . [26]

PPI-vähennyksen eläinmallit

Eläinten PPI:tä tutkitaan aktiivisesti skitsofrenian ymmärtämiseksi ja mallintamiseksi. [27] Skitsofrenian kaltaisten PPI-häiriöiden muodostumistavat, kuten Geyer et al. ovat tarkastelleet, sopivat neljään malliin: [28]

• PPI-häiriöt dopamiinireseptoriagonisteilla. Käytetään psykoosilääkkeiden etsinnässä.
• Serotoniinin 5-HT2-reseptoriagonistien käyttö
• NMDA-antagonistien käyttö
• Interventio kehitysprosessiin (eläimen kasvattaminen eristyksissä, kommunikoinnin estäminen äidin kanssa). Näillä eläimillä testataan erilaisia ​​lääkkeitä, ja eston lisääntymisen katsotaan olevan osoitus mahdollisesta antipsykoottisesta vaikutuksesta.

PPI:hen liittyvät geenit

• FABP7 , radiaalisen glian markkeri  - yhteys PPI:hen hiirillä, yhteys skitsofreniaan ihmisillä. [29]

• 5-HT2A , joka koodaa serotoniinireseptoria . [kolmekymmentä]

• NCDN - geenin pisteen poisto hiirissä vähentää PPI:tä 20 %. [31]

Linkit

• Prepulssin eston puutteet ennustavat toiminnallisia vaikeuksia skitsofreniassa  - Skitsofrenian tutkimusfoorumi. Julkaisun katsaus. [1] Käännös: Prepulse Inhibition (PPI) ja toiminnan taso skitsofreniapotilailla  (linkki ei saatavilla) .

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 Swerdlow NR, Light GA, Cadenhead KS, Sprock J., Hsieh MH, Braff DL Hätkähdyttävät porttivajeet suurella skitsofreniapotilaiden ryhmällä: suhde lääkkeisiin, oireisiin, neurokognitioon ja  toimintatasoon / Arch. Gen. Psykiatria : päiväkirja. - 2006. - Joulukuu ( osa 63 , nro 12 ). - s. 1325-1335 . - doi : 10.1001/archpsyc.63.12.1325 . — PMID 17146007 .  (linkki ei saatavilla)
2. ↑ Graham FK (1975). Heikon esistimulaation enemmän tai vähemmän hätkähdyttävät vaikutukset. Psychophysiology 12: 238-248. PMID 1153628
3. ↑ Swerdlow NR, Geyer MA, Braff DL. (2001) Hermopiirit prepulssin eston hätkähdyksen rotalla: nykyinen tieto ja tulevaisuuden haasteet. Psychopharmacology 2001; 156:194-215. https://dx.doi.org/10.1007/s002130100799 PMID 11549223
4. ↑ Paylor R, Crawley JN. (1997) Sisäsiittoisten kantojen erot hiiren hätkähdytysvasteen prepulssin estämisessä. Psychopharmacology 1997; 132:169-180. https://dx.doi.org/10.1007/s002130050333 PMID 9266614
5. ↑ Aasen I, Kolli L, Kumari V. Sukupuolivaikutukset prepulssin estämisessä ja akustisen särövasteen helpotuksessa: vaikutukset farmakologisiin ja hoitotutkimuksiin. J Psychopharmacol. 2005 tammikuu;19(1):39-45. PMID 15671127
6. ↑ Hoffman HS, Stitt CL. Glabella-refleksin estäminen mono- ja binauraalisella stimulaatiolla. J Exp Psychol Hum Percept Perform. 1980 marraskuu;6(4):769-76. PMID 6449543
7. ↑ Kumari V, Fannon D, Sumich AL, Sharma T. (2007) Hätkähdyttävä portti psykoosilääkkeitä saamattomilla ensimmäisen episodin skitsofreniapotilailla: Yksi korva on parempi kuin kaksi. Psychiatry Res. 2007 21. maaliskuuta; [Epub ahead of print] PMID 17382404
8. ↑ Amsterdam; New York: Elsevier, 2001 Vetovoima, häiriötekijä ja toiminta: useita näkökulmia huomion kiinnittämiseen ; Kirjailija: Charles L. Folk, Bradley S. Gibson. ISBN 0-444-50676-4 Google-kirjat Arkistoitu 11. marraskuuta 2012 Wayback Machinessa
9. ↑ Filion DL, Dawson ME, Schell AM. (1993) Akustisen hätkähdytysrefleksin silmäräpäyksen modifiointi: työkalu varhaisten ja myöhäisten huomioprosessien tutkimiseen. Biol Psychol. 1993 heinäkuu;35(3):185-200. PMID 8218613
10. ↑ Hoffman, H., Fleshler, M. (1963, 6. syyskuuta). Hätkähdyttävä reaktio: Muokkaus taustaakustisella stimulaatiolla. Science, 141, 928-930. PMID 14043340
11. ↑ Cadenhead KS, Geyer MA, Braff DL. Heikentynyt hätkähdyksen esto ja tottuminen potilailla, joilla on skitsotyyppinen persoonallisuushäiriö. Olen J Psychiatry. 1993 joulukuu; 150(12):1862-7 PMID 8238643
12. ↑ Swerdlow NR, Paulsen J, Braff DL, Butters N, Geyer MA, Swenson MR. Huntingtonin tautia sairastavien potilaiden akustisen ja tuntoherkkyysvasteen heikentynyt prepulssin esto . J Neurol Neurosur Psychiatry 1995; 58:192-200. PMID 7876851
13. ↑ Morton, N., Gray, NS, Mellers, J., Toone, B., Lishman, WA ja Gray, JA (1994). Prepulssin esto ohimolohkon epilepsiassa. Skitsofreeninen tutkimus, 15, 191.
14. ↑ Braff D, Stone C, Callaway E, Geyer M, Glick I, Bali L. Prestimulus-vaikutukset ihmisen hätkähdytysrefleksiin normaaleissa ja skitsofreenisissa. Psykofysiologia. 1978 heinäkuu;15(4):339-43. PMID 693742
15. ↑ Kumari V, Das M, Zachariah E, Ettinger U, Sharma T. Vähentynyt prepulssin esto skitsofreniapotilaiden terveillä sisaruksilla. Psykofysiologia. 2005 Sep;42(5):588-94. PMID 16176381
16. ↑ Cadenhead KS, Swerdlow NR, Shafer KM, Diaz M, Braff DL. Hätkähdytysvasteen ja hätkähdyksen lateraalisuuden modulaatio skitsofreenisten potilaiden sukulaisilla ja potilailla, joilla on skitsotyyppinen persoonallisuushäiriö: todisteita estopuutteista. Olen J Psychiatry. 2000 Oct;157(10):1660-8. Erratum julkaisussa: Am J Psychiatry 2000 Nov;157(11):1904. PMID 11007721
17. ↑ Hazlett EA, Romero MJ, Haznedar MM, New AS, Goldstein KE, Newmark RE, Siever LJ, Buchsbaum MS. (2007) Hätkähdyttävän silmänräpäyksen puutteellinen huomion modulaatio liittyy oireiden vakavuuteen skitsofrenian kirjossa. Skitsofrenia Research 2007 1. toukokuuta; PMID 17478083
18. ↑ Mansbach RS, Geyer MA, Braff DL. (1988) Dopaminerginen stimulaatio häiritsee sensomotorista portitusta rotalla. Psychopharmacology 1988; 94:507-514. PMID 3131796
19. ↑ Swerdlow NR, Keith VA, Braff DL, Geyer MA. (1991) Spiperonin, raclopridin, SCH 23390:n ja klotsapiinin vaikutukset hätkähdytysvasteen sensorimotorisen portin apomorfiinin estoon rotalla. J Pharmacol Exp Ther 1991; 256:530-536. PMID 1825226
20. ↑ 1 2 Swerdlow NR, Light GA, Cadenhead KS, Sprock J, Hsieh MH, Braff DL. (2006) Hätkähdyttävä gating puutteita suurella kohortilla potilaita, joilla on skitsofrenia. Arch Gen Psych. joulukuuta 2006; 63:1325-1335. PMID 17146007
21. ↑ Kumari V, Soni W, Sharma T. Tupakoinnin vaikutus skitsofrenian akustisen särövasteen prepulssin estoon. Hum Psychopharmacol. 2001 Jun;16(4):321-326. PMID 12404567
22. ↑ Leonard S, Adler LE, Benhammou K, Berger R, Breese CR, Drebing C, Gault J, Lee MJ, Logel J, Olincy A, Ross RG, Stevens K, Sullivan B, Vianzon R, Virnich DE, Waldo M, Walton K, Freedman R. Tupakointi ja mielisairaus. Pharmacol Biochem Behav 2001;70:561-70
23. ↑ De Leon J, Tracy J, McCann E, Mcgrory A, Diaz F. Skitsofrenia ja tupakanpoltto: replikaatiotutkimus toisessa Yhdysvaltain psykiatrisessa sairaalassa. Skitsofrenia Research 2002;56:55-65
24. ↑ Geenikatsaus kaikista julkaistuista CHRFAM7A:n skitsofreniayhdistyksen tutkimuksista Arkistoitu 27. syyskuuta 2007.  — Skitsofreniageenitietokanta.
25. ↑ Geenikatsaus kaikista julkaistuista CHRNA7:n skitsofreniayhdistyksen tutkimuksista Arkistoitu 27. syyskuuta 2007.  — Skitsofreniageenitietokanta
26. ↑ Paylor R, Nguyen M, Crawley JN, Patrick J, Beaudet A, Orr-Urtreger A. Alfa7-nikotiinireseptorin alayksiköt eivät ole välttämättömiä hippokampuksesta riippuvaiseen oppimiseen tai sensomotoriseen portitukseen: alfa7-puutteisten hiirten käyttäytymisen karakterisointi. LearnMem 1998; 5:302-316
27. ↑ Swerdlow NR, Geyer MA. (1998) Puutteellisen sensorimotorisen portin eläinmallin käyttäminen skitsofrenian patofysiologian ja uusien hoitojen tutkimiseen. Schizophr Bull 1998; 24:285-301 PMID 9613626 ilmainen kokoteksti
28. ↑ Geyer, MA, Krebs-Thomson, K, Braff, DL, Swerdlow, NR. Farmakologiset tutkimukset skitsofrenian sensorimotoristen portitteluvajeiden prepulssin estomalleista: vuosikymmen tarkastelussa. Psychopharmacology 2001; 156:117-154. PMID 11549216
29. ↑ Watanabe A., Toyota T., Owada Y., et ai . Fabp7 kartoitetaan skitsofrenian endofenotyypin kvantitatiiviseen ominaisuuslokukseen  (englanniksi)  // PLoS Biol.  : päiväkirja. - 2007. - marraskuu ( osa 5 , nro 11 ). -P.e297 . _ - doi : 10.1371/journal.pbio.0050297 . — PMID 18001149 .
30. ↑ Maier W., Mössner R., Quednow BB, Wagner M., Hurlemann R. Geeneistä psykooseihin ja takaisin: 5HT2-alfa-reseptorin rooli ja prepulssin esto skitsofreniassa  //  Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci : päiväkirja. - 2008. - marraskuu ( osa 258 Suppl 5 ). - s. 40-3 . - doi : 10.1007/s00406-008-5011-5 . — PMID 18985293 .
31. ↑ Tieteellinen julkaisu Science -lehdessä ja katsaus temaattisessa portaalissa:
    • Wang H., Westin L., Nong Y., Birnbaum S., Bendor J., Brismar H., Nestler E., Aperia A., Flajolet M., Greengard P. Norbin on metabotrooppisen glutamaattireseptorin 5 signaloinnin endogeeninen säätelijä  (englanti)  // [[Science (journal)|Science]] : lehti. - 2009. - joulukuu ( nide 326 , nro 5959 ). - s. 1554-1557 . - doi : 10.1126/tiede.1178496 . — PMID 20007903 .
    • Arkistoitu alkuperäisestä 29. marraskuuta 2010, Meet Norbin—Behind the Scenes Player at mGluR5 . - "Tapaa Norbin, mGluR5 :n kulissien takana oleva apulainen " - Skitsofrenian tutkimusfoorumi , joulukuu 2009.