Kognitiv reserv
Kognitiv reserv är sinnets och hjärnans motstånd mot skada på hjärnan. Sinnets motståndskraft utvärderas beteendemässigt, medan den neuropatologiska skadan utvärderas histologiskt, även om skadan kan uppskattas med hjälp av blodbaserade markörer och avbildningsmetoder. Det finns två modeller som kan användas när man utforskar begreppet "reserv": hjärnreserv och kognitiv reserv . Dessa termer, även om de ofta används omväxlande i litteraturen, ger ett användbart sätt att diskutera modellerna. Att använda en datoranalogi kan hjärnreserv ses som hårdvara och kognitiv reserv som mjukvara. Alla dessa faktorer tros för närvarande bidra till den globala reserven. Kognitiv reserv används vanligtvis för att hänvisa till både hjärnan och kognitiva reserver i litteraturen.
År 1988 avslöjade en studie som publicerades i Annals of Neurology och rapporterade fynd från obduktionsundersökningar av 137 äldre personer oväntat att det fanns en diskrepans mellan graden av neuropatologi av Alzheimers sjukdom och de kliniska manifestationerna av sjukdomen: några deltagare vars hjärnor hade omfattande Alzheimers sjukdom patologi, hade inga eller mycket få kliniska manifestationer av sjukdomen. Dessutom visade studien att dessa personer hade högre hjärnvikt och större antal neuroner jämfört med åldersmatchade kontroller. Utredarna spekulerade med två möjliga förklaringar till detta fenomen: dessa personer kan ha haft begynnande Alzheimers sjukdom men på något sätt undvikit förlusten av ett stort antal neuroner, eller alternativt börjat med större hjärnor och fler neuroner och därmed kan sägas ha haft en större "boka". Det är första gången denna term används i litteraturen i detta sammanhang.
Studien väckte intresse för detta område, och för att försöka bekräfta dessa initiala fynd gjordes ytterligare studier. Högre reserv visade sig ge en högre tröskel innan kliniskt underskott uppträder. Vidare visar de med högre kapacitet när de väl blivit kliniskt nedsatta snabbare nedgång, vilket troligen indikerar ett misslyckande av alla kompensatoriska system och strategier som införts av individen med större reserv för att klara av den ökande neuropatologiska skadan .
Hjärnreserv
Hjärnreserv kan definieras som hjärnans motståndskraft, dess förmåga att klara av ökande skador samtidigt som den fortfarande fungerar adekvat. Denna passiva tröskelmodell förutsätter existensen av en fast gräns som, när den väl uppnåtts, oundvikligen skulle förebåda uppkomsten av de kliniska manifestationerna av demens.
Hjärnstorlek
En studie från 1997 fann att Alzheimers sjukdomspatologi i stora hjärnor inte nödvändigtvis resulterade i klinisk demens . En annan studie rapporterade att huvudomkretsen var oberoende associerad med en minskad risk för klinisk Alzheimers sjukdom.
Medan vissa studier, som de som nämnts, finner ett samband, gör andra inte det. Detta tros bero på att huvudomkrets och andra approximationer är indirekta mått.
Antal neuronala anslutningar
Mängden synapsförlust är större vid tidig demens demens än vid sen demens. Detta kan tyda på en sårbarhet för manifestationen av klinisk kognitiv funktionsnedsättning, även om det kan finnas andra förklaringar.
Strukturer som lillhjärnan bidrar till hjärnans reserv. Lillhjärnan innehåller majoriteten av neuroner i hjärnan och deltar i både kognitiva och motoriska operationer. Cerebellära kretsar är en plats för flera former av neuronal plasticitet, en faktor som spelar en viktig roll när det gäller hjärnreserven.
Genetisk komponent i kognitiv reserv
Bevis från en tvillingstudie indikerar ett genetiskt bidrag till kognitiva funktioner. Uppskattningar av ärftligheten har visat sig vara höga för allmänna kognitiva funktioner men låga för själva minnet. Justerat för effekterna av utbildning kan 79% av den verkställande funktionen förklaras av genetiskt bidrag. En studie som kombinerade tvilling- och adoptionsstudier visade att alla kognitiva funktioner var ärftliga. Bearbetningshastigheten hade den högsta ärftligheten i just denna studie.
Kognitiv reserv
Kognitiv reserv indikerar också en motståndskraft mot neuropatologiska skador, men tyngdpunkten här ligger i hur hjärnan använder sina skadade resurser. Det kan definieras som förmågan att optimera eller maximera prestanda genom differentiell rekrytering av hjärnnätverk och/eller alternativa kognitiva strategier . Detta är en effektivitetsmodell snarare än en tröskelmodell, och den innebär att uppgiften bearbetas med mindre resurser eller att neurala resurser används mer effektivt, vilket resulterar i bättre kognitiv prestation. Studier använder faktorer som utbildning, yrke och livsstil som proxy för kognitiv reserv eftersom de tenderar att positivt korrelera med högre kognitiv reserv.
Utbildning och yrke
Mer utbildning och kognitivt komplext yrke är några av de faktorer som förutsäger högre kognitiva förmågor i hög ålder. Därför är två vanligast använda fullmakter för att studera kognitiv reserv utbildning och yrke. Utbildning är känt för att spela en roll i kognitiv nedgång vid normalt åldrande, såväl som vid degenerativa sjukdomar eller traumatiska hjärnskador. En högre förekomst av demens hos individer med färre års utbildning har antytt att utbildning kan skydda mot Alzheimers sjukdom. Dessutom har utbildningsnivån en stark inverkan på vuxnas livsstil. Utbildningsnivå mäts genom antalet år en individ tillbringar i skolan eller alternativt graden av läskunnighet. Möjligen ger själva utbildningsnivån en uppsättning kognitiva verktyg som gör att individen kan kompensera för de patologiska förändringarna. Cognitive Reserve Index Questionnaire (CRIq), utarbetat för att bedöma nivån på kognitiv reserv för att ge bättre diagnos och behandling, tar hänsyn till år av utbildning och möjliga träningskurser som varar minst sex månader för att bedöma utbildningsbelastningen på kognitiv reserv. Kliniskt är utbildning negativt korrelerad med demens svårighetsgrad, men positivt korrelerad med grå substansatrofi, intrakraniell volym och övergripande global kognition. Neurologiskt är utbildning korrelerad till större funktionell anslutning mellan frontoparietalregioner och större kortikal tjocklek i den vänstra inferior temporala gyrusen . Utöver utbildningsnivån har det visat sig att tvåspråkighet ökar uppmärksamhet och kognitiv kontroll hos både barn och äldre vuxna och fördröjer uppkomsten av demens. Det tillåter hjärnan att bättre tolerera de underliggande patologierna och kan betraktas som en skyddande faktor som bidrar positivt till den kognitiva reserven. En annan proxy för kognitiv reserv är ockupationen. Studier tyder på att yrke kan ge en additiv och oberoende källa till kognitiv reserv under hela personens liv. Det sista eller längsta jobbet brukar tas med i beräkningen. Yrkesvärden kan variera i termer av kognitiv belastning. Några andra vanliga index, som prestige eller lön kan också övervägas. Arbetsaktiviteten mätt med CRIq bedömer vuxenyrken. Det finns fem olika nivåer av arbetsaktiviteter som skiljer sig åt i graden av intellektuellt engagemang och personligt ansvar. Arbetsaktiviteten registrerades som antalet år i varje yrke under livslängden. Yrke som proxy för kognitiv reserv är positivt korrelerad med lokal effektivitet och funktionell anslutning i den högra mediala temporalloben. Mer kognitivt stimulerande yrken är svagt förknippade med bättre minne, men är starkare korrelerade med bättre verkställande funktion. Dessa två proxyservrar mäts vanligtvis tillsammans och är vanligtvis starkt korrelerade med varandra. En genetisk studie med Mendelsk randomiseringsanalys visade att höga yrkesnivåer var associerade med minskad risk för Alzheimers sjukdom. Dessutom bekräftade denna studie att yrkesnivå hade en oberoende effekt på risken för Alzheimers sjukdom även efter att man tagit hänsyn till utbildningsnivå.
Livsstil
För varje given nivå av klinisk funktionsnedsättning finns det en högre grad av neuropatologisk förändring i hjärnan hos de som lider av Alzheimers sjukdom som är involverade i ett större antal aktiviteter. Detta gäller även när utbildning och IQ kontrolleras. Detta tyder på att skillnader i livsstil kan öka den kognitiva reserven genom att göra individen mer motståndskraftig. Med andra ord, vardagsupplevelsen påverkar kognition analogt med fysisk träning och påverkar muskuloskeletala och kardiovaskulära funktioner. Genom att använda cerebralt blodflöde som ett indirekt mått på neuropatologisk skada, lägre CBF indikerar mer skada, fann man att vid en given nivå av klinisk försämring var fritidsaktivitetspoäng negativt korrelerad med CBF. Med andra ord kunde individer med högre aktivitetspoäng tåla mer hjärnskador och kan därför sägas ha mer reserv. Mortimer et al. utförde kognitiva tester på en population av 678 nunnor 1997, där de visade att olika nivåer av kognitiv aktivitet och prestationsförmåga var möjliga hos patienter med diagnosen Alzheimers. En försöksperson som visade minskade neokortikala plack överlevde med milda underskott, trots (eller på grund av) låg hjärnvikt.
Livsstilsfaktorer
Nyare studier urskiljer fyra modifierbara livsstilsfaktorer som påverkar kognitiv hälsa senare i livet och erbjuder potential att minska risken för kognitiv försämring och demens. Mellan 2011 och 2013 samlade Cognitive Function and Aging Study Wales (CFAS-Wales) in data från en kohort av 2 315 kognitivt friska deltagare i åldern 65 år och äldre, vilket inte bara bekräftar teorin om påverkan på livsstilsfaktorer utan också upptäckt en förmedlande effekt av kognitiv reserv. om tvärsnittssambandet mellan livsstilsfaktorer och kognitiv funktion senare i livet.
Fynd
Kognitiv och social aktivitet: Personer med hög fritidsaktivitet av intellektuell (läser tidningar eller tidningar eller böcker, spelar kort, spel eller bingo, går på lektioner etc.), sociala (besöker eller får besök av vänner eller släktingar etc.), engagerande (hjälpa andra med dagliga sysslor, lönearbete och volontärarbete) naturen har en betydligt mindre risk att utveckla demens.
Fysisk aktivitet: Har en stark inverkan på att utveckla kognitiv försämring eller demens.
Hälsosam kost: Forskning om hälsosam kost betonar fördelarna med att följa medelhavskost som skydd för kognitiv hälsa.
Alkoholkonsumtion: Studier tyder på att lätt till måttligt alkoholintag är associerat med lägre risk (en eller två gånger i veckan eller tre eller fyra gånger i veckan), eftersom frekvent alkoholkonsumtion tidigare i livet identifierats som en riskfaktor för kognitiv nedgång i senare i livet.
På grund av mångfalden av de fyra livsstilsfaktorerna används många olika självrapporteringsskalor för att specificera svårighetsgraden för varje proxy.
Parkinsons sjukdom
Parkinsons sjukdom är ett exempel på ett tillstånd som är förknippat med rollen som kognitiv reserv och kognitiv funktionsnedsättning. Tidigare undersökningar av Parkinsons sjukdom implicerade en möjlig påverkan av kognitiv reserv i den mänskliga hjärnan.
Enligt vissa studier ses den så kallade kognitiva livsstilen som en allmän skyddsfaktor som kan förmedlas genom flera olika mekanismer.
En studie från 2015 inkluderade effekterna av (kognitiv) livsstil på tvärsnitts- och longitudinella mått. 525 deltagare med Parkinsons sjukdom genomförde olika baslinjebedömningar av kognition och tillhandahöll kliniska, sociala och demografiska data. Efter 4 år deltog 323 i en kognitionsbedömning i uppföljningen. Forskarna använde därför mått på global kognition demens svårighetsgrad. Det har visat sig att vid sidan av utbildningsnivån och den socioekonomiska statusen var en högre nivå av nyligen socialt engagemang också förknippad med en minskad risk för demens. Å andra sidan kan ökad ålder och låga nivåer av socialt engagemang öka risken för demens vid Parkinsons sjukdom.
Global reserv
Trots skillnaderna i tillvägagångssätt mellan modellerna för hjärnreserv och kognitiv reserv, finns det bevis för att båda kan vara beroende av varandra och relaterade. Det är här datoranalogin slutar, eftersom det med hjärnan verkar som att hårdvara kan ändras med mjukvara.
Neurotrofisk effekt av kunskap
Exponering för en berikad miljö , definierad som en kombination av fler möjligheter till fysisk aktivitet, lärande och social interaktion, kan producera strukturella och funktionella förändringar i hjärnan och påverka neurogeneshastigheten i hippocampi av vuxna och åldrande djur. Många av dessa förändringar kan åstadkommas enbart genom att införa en fysisk träningsregim snarare än att kräva kognitiv aktivitet i sig.
Hos människor visade sig den bakre hippocampi hos licensierade Londontaxichaufförer vara större än den hos matchade kontroller, medan den främre hippocampi var mindre. Denna studie visar att människor som väljer taxikörning som en karriär (en som har som ett hinder för inträde – förmågan att memorera Londons gator – beskrivs som "världens mest krävande test (av gatukunskap)") har större hippocampi, men inte visa volymförändring till följd av körning. På samma sätt, även om tillägnandet av ett andra språk kräver omfattande och ihållande kognitiv aktivitet, verkar det inte minska risken för demens jämfört med de som inte har lärt sig ett annat språk, även om livslång tvåspråkighet är förknippad med försenad debut av Alzheimers sjukdom.
Kliniska implikationer
Den kliniska diagnosen demens är inte perfekt kopplad till nivåer av underliggande neuropatologi . Svårighetsgraden av patologier och bristen i kognitiv prestation kunde inte ha ett direkt samband. Teorin om kognitiv reserv förklarar detta fenomen. Katzman et al. (1998) genomförde en studie på obduktionsresultaten av 10 personer och fann en patologi relaterad till Alzheimers sjukdom. Samma patienter visade dock inga symtom på Alzheimers sjukdom under sin livstid. Så när patologi dyker upp i hjärnan, hjälper kognitiv reserv att hantera kognitiv nedgång. Således klarar individer med hög kognitiv reserv bättre än de med låg kognitiv reserv även om de har samma patologi. Detta gör att personer med hög kognitiv reserv blir odiagnostiserade tills skadan blir allvarlig.
Kognitiv reserv, som kan uppskattas kliniskt, påverkas av många variabler. Cognitive Reserve Index questionnaire (CRIq) mäter kognitiv reserv under tre huvudkällor, nämligen utbildning, arbetsaktiviteter och fritidsaktiviteter under individens livstid.
Det är viktigt att notera att kognitiv reserv (och de variabler som är förknippade med den) inte "skyddar" från Alzheimers sjukdom som en sjukdomsprocess – definitionen av kognitiv reserv baseras exakt på förekomsten av sjukdomspatologi. Detta betyder att den traditionella idén om att utbildning skyddar mot Alzheimers sjukdom är falsk, även om den kognitiva reserven skyddar sjukdomens kliniska manifestationer. Från och med 2010 fanns det inte tillräckligt med bevis för att rekommendera något sätt att öka kognitiv reserv för att förhindra demens eller Alzheimers. Å andra sidan har kognitiv reserv en mycket viktig inverkan på neurodegenerativa sjukdomar. Patienter med hög kognitiv reserv visade en fördröjning i kognitiv nedgång jämfört med patienter med låg kognitiv reserv. Men när symtomen på kognitiv försämring blir symtomatiska visar patienter med hög kognitiv reserv snabb kognitiv försämring.
Förekomsten av kognitiv reserv innebär att personer med större reserv som redan lider av neuropatologiska förändringar i hjärnan inte kommer att fångas upp av vanliga kliniska kognitiva tester. Omvänt vet alla som har använt dessa instrument kliniskt att de kan ge falska positiva resultat hos personer med mycket låg reserv. Ur denna synvinkel uppstår lätt begreppet "tillräcklig utmaningsnivå". Tänkbart skulle man kunna mäta kognitiv reserv och sedan erbjuda specifikt skräddarsydda tester som skulle utgöra en tillräckligt stor utmaning för att exakt upptäcka tidig kognitiv funktionsnedsättning både hos individer med hög och låg reserv. Detta har konsekvenser för behandling och vård.
Hos personer med hög reserv sker försämringen snabbt när tröskeln nås. Hos dessa individer och deras karriärer kan tidig diagnos ge möjlighet att planera framtida vård och anpassa sig till diagnosen medan de fortfarande kan fatta beslut. En kognitiv rehabiliteringsstudie, utförd med demenspatienter, visade att patienter med låg kognitiv reserv hade bättre resultat av kognitiv träningsrehabilitering jämfört med hög kognitiv reserv. Detta beror på att patienterna med hög kognitiv reserv hade försenade kognitiva symtom och därför kunde sjukdomen inte längre motstå patologin. Vidare indikerar förbättringen hos patienter med låg kognitiv reserv att dessa patienter kan bygga upp sin kognitiva reserv som en livslång process.
