Neurofilament Levels Are Reflecting the Loss of Presynaptic Dopamine Receptors in Movement Disorders

Aims: Neurofilament light chain (NfL) and phosphorylated neurofilament heavy chain (pNfH) are biomarkers for neuroaxonal damage. We assessed whether NfL and other biomarker levels in the CSF are correlated to the loss of presynaptic dopamine transporters in neurons as detected with dopamine transporter SPECT (DaTscan).Methods: We retrospectively identified 47 patients (17 Alzheimer’s dementia, 10 idiopathic Parkinson’s disease, 7 Lewy body dementia, 13 progressive supranuclear palsy or corticobasal degeneration) who received a DaTscan and a lumbar puncture. DaTscan imaging was performed according to current guidelines, and z-scores indicating the decrease in uptake were software based calculated for the nucleus caudatus and putamen. The CSF biomarkers progranulin, total-tau, alpha-synuclein, NfL, and pNfH were correlated with the z-scores.Results: DaTscan results in AD patients did not correlate with any biomarker. Subsuming every movement disorder with nigrostriatal neurodegeneration resulted in a strong correlation between putamen/nucleus caudatus and NfL (nucleus caudatus right p < 0.01, putamen right p < 0.05, left p < 0.05) and between pNfH and putamen (right p < 0.05; left p < 0.042). Subdividing in disease cohorts did not reveal significant correlations. Progranulin, alpha-synuclein, and total-tau did not correlate with DaTscan results.Conclusion: We show a strong correlation of NfL and pNfH with pathological changes in presynaptic dopamine transporter density in the putamen concomitant to nigrostriatal degeneration. This correlation might explain the reported correlation of impaired motor functions in PD and NfL as seen before, despite the pathological heterogeneity of these diseases.

Kurzfassung der S2e-Leitlinie „Diagnostik und Therapie von exekutiven Dysfunktionen bei neurologischen Erkrankungen“ (AWMF-030/125)

Zusammenfassung. Exekutive Dysfunktionen treten besonders bei Erkrankungen, die zu einer Schädigung des präfrontalen und/oder orbitofrontalen Kortex oder subkortikaler Strukturen (insbesondere des Nucleus caudatus oder des Thalamus) führen, bzw. bei Schädigungen von Faserverbindungen zwischen relevanten kortikalen und subkortikalen Hirnstrukturen eines exekutiven Funktionsnetzwerks auf. Jede Untersuchung bei Verdacht auf exekutive Dysfunktion sollte mindestens je ein Verfahren zum Arbeitsgedächtnis und Monitoring, zur kognitiven Flüssigkeit und Flexibilität sowie zum planerischen und problemlösenden Denken umfassen. Die Verhaltensbeobachtung des Patienten und die umfassende Befragung der Angehörigen sind bei exekutiven Dysfunktionen zentrale Bestandteile der neuropsychologischen Untersuchung. Sie sind dabei vor allem für die Einschätzung der Auswirkungen möglicher Funktionsstörungen auf die Aktivitäten und die Teilhabe des Patienten von Relevanz. Für die Therapie von exekutiven Dysfunktionen ist eine sorgfältige Diagnostik Voraussetzung, da aufgrund der Verschiedenartigkeit der Symptome die Therapie spezifisch auf das jeweilige Defizit zugeschnitten sein muss. Exekutive Dysfunktionen können sehr vielgestaltig, teilweise sogar scheinbar gegensätzlich sein, daher wird die Art der Intervention durch die spezifischen Symptome bestimmt. Die Durchsicht und Bewertung der Therapiestudien nach den Evidenzkriterien für den Zeitraum von 2007 bis 2017 ergibt folgende Therapieempfehlungen für Patienten mit exekutiven Dysfunktionen: Kognitiv übende Verfahren allgemein sollen eingesetzt werden (Empfehlungsstärke A). Training des Arbeitsgedächtnisses soll eingesetzt werden (Empfehlungsstärke A). Therapieansätze zum planerischen Denken sollen eingesetzt werden (Empfehlungsstärke A). Kognitive Trainingsansätze mehrerer Funktionsbereiche unter Einschluss der Exekutivfunktionen sollen eingesetzt werden (Empfehlungsstärke A). Therapieansätze zum Problemlösetraining sollten eingesetzt werden (Empfehlungsstärke B). Zu den Ansätzen zur Modifikation und Manipulation der Umwelt liegen im aktuellen Suchzeitraum anders als in der Vorgängerleitlinie nur wenige Studien mit geringer Evidenzstärke vor, daher kann für den Untersuchungszeitraum keine Empfehlung ausgesprochen werden (Empfehlung offen). Pharmakologische Therapieansätze finden zunehmend Beachtung, aufgund ihrer Unterschiedlichkeit kann aktuell keine Empfehlung gegeben werden (Empfehlung offen).

Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and neurotrophin 3 (NT3) levels in post-mortem brain tissue from patients with depression compared to healthy individuals – a proof of concept study

The neurotrophic factors (NTF) hypothesis of depression was postulated nearly a decade ago and is nowadays widely acknowledged. Previous reports suggest that cerebral concentrations of NTF may be reduced in suicide victims who received minimal or no antidepressant pharmacotherapy. Recent evidence suggests that antidepressant treatment may improve or normalise cerebral concentrations of neurotrophic factors. Therefore, we examined the concentration of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and neurotrophin 3 (NT3) in different brain regions (cortex, cingulate gyrus, thalamus, hippocampus, putamen and nucleus caudatus) of 21 individuals – 7 patients of which 4 patients with major depressive disorder (MDD) and overall age 86.8 ± 5 years who received antidepressant pharmacotherapy (selective serotonin re-uptake inhibitors [SSRI]; tricyclic antidepressants [TCA]), 3 patients with MDD without antidepressant treatment and overall age 84.3 ± 5 years versus 14 unaffected subjects at age 70.3 ± 13.8. We detected significant elevation of BDNF (parietal cortex) and NT3 (parietal, temporal and occipital cortex, cingulate gyrus, thalamus, putamen and nucleus caudatus regions) in MDD patients who received antidepressant medication compared to MDD untreated patients and controls. Moreover, we detected a significant decrease of NT3 levels in the parietal cortex of patients suffering from MDD non-treated patients without treatment compared to healthy individuals. Although the limited statistical power due to the small sample size in this proof of concept study corroborates data from previous studies, which show that treatment with antidepressants mediates alterations in neuroplasticity via the action of NTF. However, more research using post-mortem brain tissue with larger samples needs to be carried out as well as longitudinal studies to further verify these results.

Magnetresonanztomographische und klinische Befunde von drei Hunden nach Kohlenmonoxidvergiftung

ZusammenfassungPräsentiert werden magnetresonanztomographische Befunde von drei Hunden nach Kohlenmonoxidvergiftung. Im ersten und zweiten Fall umfassten die Befunde Veränderungen im Nucleus caudatus auf beiden Seiten und im ersten Fall auch im Putamen als bilateral symmetrische, diffuse, homogene, in T2 und FLAIR hyperintense, in T1 hypointense Läsionen. Eine Kontrastmittelaufnahme zeigte sich nicht. Beim dritten Hund fanden sich sowohl multiple bilateral symmetrische in T2 und FLAIR hyperintense Läsionen als auch schlecht abgrenzbare Areale in der grauen Substanz im Frontal-, Parietal- und Okzipitallappen. Beide Colliculi caudales, Globus pallidus, Substantia nigra und der mittlere Thalamus stellten sich bilateral symmetrisch hyperintens in T2 und FLAIR dar und nach intravenöser Kontrastmittelapplikation kam es zu einer mittelgradigen Anreicherung.

RADIOLOGINĖ PAMATO BRANDUOLIŲ POKYČIŲ DIFERENCINĖ DIAGNOSTIKA

Reikšminiai žodžiai: pamato branduoliai, magnetinio rezonanso tomografija, kompiuterinė tomografija, diferencinė diagnostika. Pamato branduoliai – simetriškos požievinės giliosios pilkosios medžiagos sankaupos galvos smegenyse, sudarančios ekstrapiramidinės sistemos pagrindą. Pagrindiniai pamato branduoliai yra uodeguotasis (nucleus caudatus) ir lęšinis (nucleus lentiformis), kurį sudaro kiautas (putamen) ir blyškusis kamuolys (globus pallidus). Pagrindinė pamato branduolių funkcija yra valingų judesių atlikimo (pradžios, amplitudės, greičio) kontrolė. Dėl to jų pažeidimas įprastai pasireiškia hipokinezija arba hiperkinezija. Esant dideliam pažeidimui, pastebimi ir kiti mažiau specifiški simptomai – nuo sąmonės sutrikimo iki komos. Šiame straipsnyje apžvelgiame pamato branduolių kompiuterinės tomografijos ir magnetinio rezonanso tomografijos vaizdus normos ir dažniausių, mažiau žinomų bei išskirtinių patologijų atvejais. Aprašomos patologijos ir būklės iliustruojamos pavyzdžiais iš Vilniaus universiteto ligoninės Santariškių klinikų radiologinių vaizdų archyvo. Kompiuterinės tomografijos vaizduose pamato branduoliai yra izodensiniai smegenų žievės atžvilgiu, magnetinio rezonanso tomografijos sekose – izointensiniai smegenų žievės atžvilgiu. Blyškiojo kamuolio signalo intensyvumas gali būti kiek mažesnis nei kiauto. Senyvo amžiaus žmonėms dažnas normalus radinys yra hiperintensinis pamato branduolių T1, hipointensinis T2 sekos signalas, atsirandantis dėl fiziologinės kalcifikacijos ir geležies kaupimo. Signalo pokyčius taip pat gali sukelti hipoksija (pvz., hipoksinė išeminė encefalopatija arba apsinuodijimas anglies monoksidu), metabolinės ligos (hipoglikemija, hiperbilirubinemija, Leigh ir Vilsono ligos), mielino pažeidimas (Canavan liga, Krabbe lizosominė kaupimo liga, ekstra-pontinė mielinozė) ir kitos būklės (Wernicke encefalopatija, Creutzfeldt-Jakob liga, pirminė smegenų limfoma, smegenų toksoplazmozė ir kt.). Vienpusiai pokyčiai dažniau reiškia vietinį pažeidimą – insultą, tačiau taip pat gali būti neketoninės hiperosmosinės hiperglikemijos sindromo, Rasmuseno encefalito atvejais. Gali būti ir išimčių – vienpusiu pažeidimu gali pasireikšti ir sisteminės ligos. Diferencijuoti pamato branduolių radiologinius pokyčius yra sudėtinga, tačiau įmanoma pasinaudojus klinikine informacija bei prisiminus juos pažeidžiančių ligų spektrą. Svarbu nustatyti, ar pokyčiai vienpusiai, ar abipusiai. Abipusis pažeidimas yra dažnesnis, beveik visada lemia sisteminės ligos.

Human face processing is tuned to sexual age preferences

Human faces can motivate nurturing behaviour or sexual behaviour when adults see a child or an adult face, respectively. This suggests that face processing is tuned to detecting age cues of sexual maturity to stimulate the appropriate reproductive behaviour: either caretaking or mating. In paedophilia, sexual attraction is directed to sexually immature children. Therefore, we hypothesized that brain networks that normally are tuned to mature faces of the preferred gender show an abnormal tuning to sexual immature faces in paedophilia. Here, we use functional magnetic resonance imaging (fMRI) to test directly for the existence of a network which is tuned to face cues of sexual maturity. During fMRI, participants sexually attracted to either adults or children were exposed to various face images. In individuals attracted to adults, adult faces activated several brain regions significantly more than child faces. These brain regions comprised areas known to be implicated in face processing, and sexual processing, including occipital areas, the ventrolateral prefrontal cortex and, subcortically, the putamen and nucleus caudatus. The same regions were activated in paedophiles, but with a reversed preferential response pattern.