Basal Forebrain connections to the heart and mind in healthy aging

项目总结： -- 我们正面临着一场日益严重的危机，即越来越多的老年人生活在一起，其认知功能也随之下降。 衰老的常见后果。一旦衰老的损害已达到具有临床意义的最高水平，就必须进行治疗。 我们的选择是有限的。我们应该提出一种方法来研究与年龄有关的心脏特征差异和心脏的状态自主控制能力。 评估它们之间的关系与人类和大鼠的认知能力表现有关。虽然认知能力的变化可能会被研究人员掩盖。 补偿性措施、自主性措施可能更能揭示世界经济中与年龄相关的潜在变化。 神经营养底物是衰老的神经化学基础，也是其最新的临床研究过程。我们将继续研究这些自主神经。 对心率的调节，将其与情绪的关系与认知能力的表现联系起来，作为早期睡眠的一个重要的外周指标。 大脑胆碱能和基础前脑核(BF)的中枢和中枢性改变，是全系统神经解剖学和神经学研究的先祖。 与衰老相关的神经化学变化。我想要更好地了解这些变化的潜在神经和机制基础。 自主神经指数，我们将继续应用于一种新的跨物种的方法，包括人类神经功能和神经成像以及。 非人类和神经化学检查。这一特定的检查目标将不会检查是否存在与年龄有关的检查差异。 认知功能控制能力通常与心脏自主神经调节功能的改变有关。方法：我们将不会使用。 这是一项对任务的抑制性和认知性认知控制的横断面测试，我们已经证明，这些任务完全依赖于任务本身。 在大鼠中发现胆碱能的BF，在一个非常不同的动物样本中发现，包括雄性和雌性，包括年轻的，中年的，中年的和更年长的。 认知能力的表现如何与自主神经和副交感神经对心脏的影响有关，这在迷走神经中得到了反映。 调节的心率变异性(相位，每拍之间的心率变异性)。具体的第二个目标将不会检查。 BF及其传入神经网络在连接与年龄有关的认知障碍方面的具体作用。 控制和自主控制是核心。我们的方法是：我们将不会使用多回声功能磁共振成像技术来获得高。 SNR信号来自BF和核团，自主神经和副交感神经对心脏的影响，以及它们之间的相互关系。 神经认知功能与衰老有关，但同时也在表征与年龄相关的能力和控制能力方面的差异，以及脑血流量与年龄的关系。 动脉自旋和标签。具体的目标是3个月，这将测试两个假设的平行因果关系贡献。 胆碱能神经元参与心脏的中枢自主神经调节和外周自主神经调节。 方法：在使用胆碱能和免疫毒性损伤的情况下，通过建立大鼠认知功能老化的模型，将无法评估脑损伤的原因和作用。 男性和女性的心率(VmHRV)分别为认知控制能力和副交感神经自主调节能力。 年轻的、中年的、年轻的和年长的大鼠。他们揭示了大脑中与年龄相关的差异的外周和自主神经的各个方面。 诚信问题和认知问题将有助于我们更好地理解规范性问题和潜在的病理性问题。 神经化学改变了人的衰老过程。因此，它将进一步推进这种非侵入性、低成本的外周血液生物标记物的广泛使用。 为了识别那些可能取得进展的患者，我们将其诊断为轻度神经认知障碍(MNCD)。这样的药物很容易服用。 对mNCD进行早期筛查可以更好地负担得起在疾病发生前的早期发现、监测、监测和潜在的干预措施。 阿尔茨海默氏症的发病原因和潜在的遗传转化。

PROJECT SUMMARY    We are facing a growing crisis of a greater number of seniors living with a decline in cognitive function as a  common consequence of aging. Once an impairment has reached a level of clinical significance, treatment  options are limited. We propose to examine age-­related differences in trait and state autonomic control of heart  rate and their relation to cognitive performance humans and rats. While cognitive changes may be masked by  compensatory efforts, autonomic measures may be more revealing of the underlying age-­related changes in the  neural substrates and neurochemistry of aging and its clinical course. We will examine these autonomic  regulation of heart rate, its relation to and modulation by cognitive performance, as a peripheral proxy of early  central alteration of the cholinergic basal forebrain (BF), a progenitor of system-­wide neuroanatomical and  neurochemical changes related to aging. To understand the underlying neural mechanistic bases of these  autonomic indices, we will apply a cross-­species approach, including human functional neuroimaging as well as  nonhuman neurochemical examinations. Specific Aim 1 will examine whether age-­related differences in  cognitive control are associated with altered autonomic regulation of the heart. Approach: We will employ  a cross-­sectional examination of inhibitory cognitive control tasks, which we have shown to depend on the  cholinergic BF in rats, in a diverse sample of male and female young, middle-­aged, and older adults, examining  how cognitive performance relates to autonomic parasympathetic influences on the heart, reflected in vagally-­ mediated heart rate variability(phasic, beat-­to-­beat heart rate variability). Specific Aim 2 will examine the  specific role of the BF, and its afferent networks, in connecting age-­related differences in cognitive  control and autonomic regulation of the heart.  Approach: We will employ multi-­echo fMRI to acquire high  SNR signal from BF nuclei and autonomic phasic parasympathetic influences on heart, and their relation to  neurocognitive aging, while characterizing and controlling for age-­related differences in cerebral blood flow with  arterial spin labelling. Specific Aim 3 will test the hypothesized parallel causal contributions of BF  cholinergic neurons to central cognitive regulation and peripheral autonomic regulation of the heart.  Approach: Using cholinergic immunotoxic lesions, a rat model of cognitive aging will assess the causal role of  the BF to cognitive control and parasympathetic autonomic regulation of heart rate (vmHRV) in male and female  young, middle-­aged, and older rats. Revealing peripheral autonomic aspects of age-­related differences in brain  integrity and cognitive status would advance our understanding of normative and potentially pathological  neurochemical changes in aging.  It will further advance the use of a noninvasive, low-­cost peripheral biomarker  for identifying those who may progress to mild neurocognitive disorder (mNCD). Such a readily administered  screen for early mNCD could better afford early detection, monitoring, and potential intervention before the  onset of mNCD and potential conversion to Alzheimer’s Disease.