Prostorová orientace při fyziologickém a patologickém stárnutí


Spatial Navigation in Physiological and Pathological Ageing

Spatial navigation is a process of determining and maintaining a course or trajectory from one place to another. There is a mild progressive decline of spatial navigation in the course of physiological ageing. Nevertheless, severe spatial navigation deficit might be the first sign of incipient Alzheimer’s disease at the stage of mild cognitive impairment, before the full dementia syndrome develops. Patients with mild cognitive impairment with memory deficit of hippocampal type, manifested by encoding and retrieval impairment, are at very high risk of Alzheimer’s disease. These patients have the same pattern of spatial navigation impairment as patients with mild Alzheimer’s disease. Spatial navigation testing in older patients and a development of computerized tests for routine clinical use thus represent a possibility to further investigate this cognitive domain as well as an opportunity of an early diagnosis of Alzheimer’s disease. Spatial navigation in humans is of great significance for translational research as spatial navigation tests form a major part of basic cognitive research and are also used in preclinical testing of cognitive drugs in laboratory animals.

Key words:
spatial navigation – physiological ageing – pathological ageing – mild cognitive impairment – Alzheimer’s disease


Autoři: I. Gažová;  K. Vlček;  Z. Nedělská;  I. Mokrišová;  E. Hynčicová;  J. Laczó;  J. Hort
Působiště autorů: Kognitivní centrum, Neurologická klinika, UK v Praze, 2. LF a FN v Motole, Praha 1;  Mezinárodní centrum klinického výzkumu, FN u sv. Anny v Brně 2;  Oddělení neurofyziologie paměti, Fyziologický ústav AV ČR 3
Vyšlo v časopise: Cesk Slov Neurol N 2012; 75/108(4): 411-414
Kategorie: Přehledný referát

Souhrn

Prostorová orientace je schopnost určování a udržování trasy z jednoho místa do druhého. V průběhu fyziologického stárnutí dochází k postupnému mírnému zhoršování prostorové orientace. Nicméně výrazné postižení prostorové orientace může být první známkou počínající Alzheimerovy choroby, ještě před plným rozvojem syndromu demence, ve stadiu mírné kognitivní poruchy. Především pacienti, kteří mají velmi vysoké riziko rozvoje Alzheimerovy choroby, pacienti s mírnou kognitivní poruchou s postižením paměti hipokampálního typu projevující se poruchou ukládání a vybavování informací mají výrazně porušenu prostorovou orientaci podobného charakteru jako pacienti s lehkou Alzheimerovou chorobou. Testování prostorové orientace u starší populace a vývoj počítačových testů pro rutinní klinické použití tedy představují nejen možnost dále prozkoumat tuto kognitivní doménu, ale zejména možnost velmi časné diagnostiky Alzheimerovy choroby. Jelikož velká část základního výzkumu kognice a preklinického zkoušení kognitiv u laboratorních zvířat je prováděna testy prostorové kognice, má výzkum prostorové orientace u lidí velký význam i z hlediska translačního výzkumu.

Klíčová slova:
prostorová orientace – fyziologické stárnutí – patologické stárnutí – mírná kognitivní porucha – Alzheimerova choroba


Zdroje

1. Park DC. Basic mechanisms accounting for age--related decline in cognitive functions. In: Park DC, Schwarz N (eds). Cognitive ageing: a primer. Philadelphia: Psychology Press 2000: 3–22.

2. Ressner P, Hort J, Rektorova I, Bartoš A, Rusina R, Linek V et al. Doporučené postupy pro diagnostiku Alzheimerovy nemoci a dalšich onemocnění spojených s demencí. Cesk Slov Neurol N 2008; 71/104(4): 494–501.

3. Morris JC, Storandt M, Miller JP, McKeel DW, Price JL, Rubin EH et al. Mild cognitive impairment represents early-stage Alzheimer disease. Arch Neurol 2001; 58(3): 397–405.

4. Petersen RC. Mild cognitive impairment as a diagnostic entity. J Intern Med 2004; 256(3):

183–194.

5. Albert MS, DeKosky ST, Dickson D, Dubois B, Feldman HH, Fox NC et al. The diagnosis of mild cognitive impairment due to Alzheimer’s disease: recommendations from the National Institute on Aging-Alzheimer’s Association workgroups on diagnostic guidelines for Alzheimer’s disease. Alzheimers Dement 2011; 7(3): 270–279.

6. Yaffe K, Petersen RC, Lindquist K, Kramer J, Miller B.

Subtype of mild cognitive impairment and progression to dementia and death. Dement Geriatr Cogn Disord 2006; 22(4): 312–319.

7. Strassnig M, Ganguli M. About a peculiar disease of the cerebral cortex: Alzheimer’s original case revisited. Psychiatry (Edgmont) 2005; 2(9): 30–33.

8. Baudic S, Barba GD, Thibaudet MC, Smagghe A, Remy P, Traykov L. Executive function deficits in early Alzheimer’s disease and their relations with episodic memory. Arch Clin Neuropsychol 2006; 21(1): 15–21.

9. Kertesz A, Appell J, Fisman M. The dissolution of language in Alzheimer’s disease. Can J Neurol Sci 1986; 13(4): 415–418.

10. Ball MJ, Murdoch GH. Neuropathological criteria for the diagnosis of Alzheimer’s disease: are we really ready yet? Neurobiol Aging 1997; 18(4): S3–12.

11. Hort J, Glosová L, Vyhnálek M, Bojar M, Škoda D,

Hladíková M. Tau protein a beta amyloid v likvoru u Alzheimerovy choroby. Cesk Slov Neurol N 2007; 70/103(1): 30–36.

12. Hort J, O’Brien JT, Gainotti G, Pirttila T, Popescue BO, Rektorova I et al. EFNS guidelines for the diagnosis and management of Alzheimer’s disease. Eur J Neurol 2010; 17(10): 1236–1248.

13. Monacelli AM, Cushman LA, Kavcic V, Duffy CJ. Spatial disorientation in Alzheimer’s disease: the remembrance of things passed. Neurology 2003; 61(11): 1491–1497.

14. Pai MC, Jacobs WJ. Topographical disorientation in community-residing patients with Alzheimer’s disease. Int J Geriatr Psychiatry 2004; 19(3): 250–255.

15. Hort J, Laczó J, Vyhnálek M, Bojar M, Bures J, Vlcek K: Spatial navigation deficit in amnestic mild cognitive impairment. Proc Natl Acad Sci USA 2007; 104(10): 4042–4047.

16. Laczó J, Vlcek K, Vyhnálek M, Vajnerová O, Ort M, Holmerová I et al. Spatial navigation testing discriminates two types of amnestic mild cognitive imairment. Behav Brain Res 2009; 202(2): 252–259.

17. Mapstone M, Steffenella TM, Duffy CJ. A visuo­spatial variant of mild cognitive impairment: getting lost between aging and AD. Neurology 2003; 60(5): 802–808.

18. DeIpolyi AR, Rankin KP, Mucke L, Miller BL, Gorno-Tempini ML. Spatial cognition and the human navigation network in AD and MCI. Neurology 2007; 69(10): 986–997.

19. O’Keefe J, Nadel L. The hippocampus as a cognitive map. Oxford: Clarendon 1978.

20. O’Keefe J, Dostrovsky J. The hippocampus as a spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely-moving rat. Brain Res 1971; 34(1): 171–175.

21. Morris RG, Garrud P, Rawlins JN, O’Keefe J. Place navigation impaired in rats with hippocampal lesions. Nature 1982; 297(5868): 681–683.

22. Astur RS, Taylor LB, Mamelak AN, Philpott L, Sutherland RJ. Humans with hippocampus damage display severe spatial memory impairments in a virtual Morris water task. Behav Brain Res 2002; 132(1):

77–84.

23. Brandt T, Schautzer F, Hamilton DA, Brüning R,

Markowitsch HJ, Kalla R, Darlington C, Smith P, Strupp M. Vestibular loss causes hippocampal atrophy and impaired spatial memory in humans. Brain 2005; 128(11): 2732–2741.

24. Squire LR. Memory and the hippocampus: a synthesis from findings with rats, monkeys and humans. Psychol Rev 1992; 99(2): 195–231.

25. Holdstock JS, Mayes AR, Cezayirli E, Isaac CL, Aggleton JP, Roberts N. A comparison of egocentric and allocentric spatial memory in a patient with selective hippocampal damage. Neuropsychologia 2000; 38(4): 410–425.

26. Maguire EA, Burgess N, Donnett JG, Frackowiak RS,

Frith CD, O’Keefe J. Knowing where and getting there: a human navigation network. Science 1998; 280(5365): 921–924.

27. Raz N, Lindenberger U, Rodrigue KM, Kennedy KM, Head D, Williamson A et al. Regional brain changes in aging healthy adults: general trends, individual differences and modifiers. Cereb Cortex 2005; 15(11): 1676–1689.

28. Rodgers MK, Sindone III JA, Moffat SD. Effects of age on navigation strategy. Neurobiol Aging 2012; 33(1): 202.

29. Antonova E, Parslow D, Brammer M, Dawson GR, Jackson SH, Morris RG Age-related neural activity during allocentric spatial memory. Memory 2009; 17(2): 125–143.

30. Moffat SD, Elkins W, Resnick SM. Age differences in the neural systems supporting human allocentric spatial navigation. Neurobiology of Aging 2006; 27(7): 965–972.

31. Braak H, Braak E. Neuropathological staging of Alzheimer-related changes. Acta Neuropathol 1991; 82(4): 239–259.

32. Burns PC. Navigation and the mobility of older drivers. J Gerontol B Psychol Sci Soc Sci 1999; 54(1): S49–S55.

33. Wilkniss SM, Jones MG, Korol DL, Gold PE, Manning CA. Age-related differences in an ecologically based study of route learning. Psychol Aging 1997; 12(2): 372–375.

34. Newman MC, Kaszniak AW. Spatial memory and aging: Performance on a human analog of the Morris Water Maze Task. Aging, Neuropsychology, and Cognition 2000; 7(2): 86–93.

35. Iaria G, Palermo L, Committeri G, Barton JJ. Age differences in the formation and use of cognitive maps. Behav Brain Res 2009; 196(2): 187–191.

36. Moffat SD, Hampson E, Hatzipantelis M. Navigation in a “Virtual” Maze: Sex Differences and Correlation With Psychometric Measures of Spatial Ability in Humans. Evol Hum Behav 1998; 19(2): 73–87.

37. Astur RS, Ortiz ML, Sutherland RJ. A characterization of performance by men and women in a virtual Morris water task: a large and reliable sex difference. Behav Brain Res 1998; 93(1–2): 185–190.

38. Driscoll I, Hamilton DA, Yeo RA, Brooks WM, Sutherland RJ. Virtual navigation in humans: the impact of age, sex, and hormones on place learning. Horm Behav 2005; 47(3): 326–335.

39. Moffat SD, Resnick SM. Effects of age on virtual environment place navigation and allocentric cognitive mapping. Behavioral Neurosci 2002; 116(5):

851–859.

40. Weniger G, Ruhleder M, Lange C, Wolf S, Irle E. Egocentric and allocentric memory as assessed by virtual reality in individuals with amnestic mild cognitive impairment. Neuropsychologia 2011; 49 (3):

518–527.

41. Laczó J, Andel R, Vlček K, Maťoška V, Vyhnálek M, Tolar M et al. Spatial Navigation and APOE in Amnestic Mild Cognitive Impairment. Neurodegenerative Dis 2011; 8(4): 169–177.

42. Petersen RC, Doody R, Kurz A, Mohs RC, Morris JC, Rabins PV et al. Current concepts in mild cognitive impairment. Arch Neurol 2001; 58(12): 1985–1992.

43. Laczó J, Andel R, Vyhnalek M, Vlcek K, Magerova H, Varjassyova A et al. From Morris Water Maze to computer tests in the prediction of Alzheimer’s disease. Neurodegener Dis 2012; 10(1–4): 153–157.

Štítky
Dětská neurologie Neurochirurgie Neurologie

Článek vyšel v časopise

Česká a slovenská neurologie a neurochirurgie

Číslo 4

2012 Číslo 4

Nejčtenější v tomto čísle
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu, se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se