Alzheimerova choroba (AD) je od svého počátku spojena s poruchou prostorové navigace. Vyvíjí se pravděpodobně několik let před klinickými projevy. Klinicky se AD projevuje nejdříve kognitivními poruchami bez omezení běžného života pacienta. Toto stádium se nazývá mírná kognitivní porucha (MCI) a rozlišení toho, jaký vzorec kognitivního postižení se váže s pozdějším vznikem AD, je důležitým cílem současného výzkumu. V tomto článku informujeme o našich experimentech týkajících se prostorové navigace u MCI. Test skrytého cíle vyvinutý v naší laboratoři je analogií Morrisova vodního bludiště a hodnotí dva typy navigace: alocentrickou, používající vzdálené orientační body, a egocentrickou, používající současnou polohu subjektu. Pacienti s amnestickou MCI se zdají být v tomto testu postiženi a vzorec jejich postižení v jednotlivých subtestech je závislý na typu MCI. Vyšetření prostorové navigace může být užitečné pro dlouhodobé sledování vývoje choroby a hodnocení rizika vývoje AD u presymptomatických pacientů.

Alzheimer's disease (AD) is from its start associated with spatial disorientation. The disease probably develops in the brain s everal years before clinical manifestation. Clinically, it starts by cognitive impairment without any restriction of the daily life of the patients. This stage is called mild cognitive impairment (MCI), and distinction of which pattern of cognitive impairment is connected wi th later development of the Alzheimer's disease is an important objective for current medicine. In this article we report about our expe riments concerning spatial navigation in MCI. Hidden Goal Task developed in our lab is a real space analogue of Morris water maze and e valuates two modes of spatial navigation: allocentric, using distal orientation cues, and egocentric, using current subject position. Am nestic MCI patients seem to be impaired in this test and the pattern of their impairment in individual subtests is dependent on the type o f MCI. Spatial navigation assessment can be useful for longitudinal monitoring of the disease progression or evaluation of pre-symptom atic individuals at risk of AD.

• MeSH
• Alzheimerova nemoc komplikace   psychologie   MeSH
• bludiště - učení fyziologie   MeSH
• finanční podpora výzkumu jako téma MeSH
• financování organizované MeSH
• hipokampus fyziologie   MeSH
• kognitivní poruchy etiologie   psychologie   MeSH
• lidé MeSH
• neurokognitivní poruchy etiologie   komplikace   psychologie   MeSH
• orientace fyziologie   MeSH
• prostorové chování fyziologie   MeSH
• psychologické testy normy   statistika a číselné údaje   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH

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.

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.

• MeSH
• Alzheimerova nemoc diagnóza   patofyziologie   MeSH
• financování organizované MeSH
• kognitivní dysfunkce diagnóza   patofyziologie   MeSH
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• prostorové chování fyziologie   MeSH
• stárnutí fyziologie   patologie   MeSH
• vnímání prostoru fyziologie   MeSH
• Check Tag
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• Publikační typ
• přehledy MeSH

AIMS: To find out whether neuropsychiatric comorbidity (comMCI) influences spatial navigation performance in amnestic mild cognitive impairment (aMCI). METHODS: We recruited aMCI patients with (n = 21) and without (n = 21) neuropsychiatric comorbidity or alcohol abuse, matched for global cognitive impairment and cognitively healthy elderly participants (HE, n = 22). They completed the Mini-Mental State Examination and a virtual Hidden Goal Task in egocentric, allocentric, and delayed recall subtests. RESULTS: In allocentric navigation, aMCI and comMCI performed significantly worse than HE and similarly to each other. Although aMCI performed significantly worse at egocentric navigation than HE, they performed significantly better than patients with comMCI. CONCLUSIONS: Despite the growing burden of dementia and the prevalence of neuropsychiatric symptoms in the elderly population, comMCI remains under-studied. Since trials often assess "pure" aMCI, we may underestimate patients' navigation and other deficits. This finding emphasizes the importance of taking account of the cognitive effects of psychiatric disorders in aMCI.

• MeSH
• amnézie epidemiologie   psychologie   MeSH
• kognitivní dysfunkce epidemiologie   psychologie   MeSH
• komorbidita MeSH
• lidé MeSH
• prostorová navigace * MeSH
• prostorová paměť MeSH
• senioři MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• mužské pohlaví MeSH
• senioři MeSH
• ženské pohlaví MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

Detection of incipient Alzheimer disease (AD) pathophysiology is critical to identify preclinical individuals and target potentially disease-modifying therapies towards them. Current neuroimaging and biomarker research is strongly focused in this direction, with the aim of establishing AD fingerprints to identify individuals at high risk of developing this disease. By contrast, cognitive fingerprints for incipient AD are virtually non-existent as diagnostics and outcomes measures are still focused on episodic memory deficits as the gold standard for AD, despite their low sensitivity and specificity for identifying at-risk individuals. This Review highlights a novel feature of cognitive evaluation for incipient AD by focusing on spatial navigation and orientation deficits, which are increasingly shown to be present in at-risk individuals. Importantly, the navigation system in the brain overlaps substantially with the regions affected by AD in both animal models and humans. Notably, spatial navigation has fewer verbal, cultural and educational biases than current cognitive tests and could enable a more uniform, global approach towards cognitive fingerprints of AD and better cognitive treatment outcome measures in future multicentre trials. The current Review appraises the available evidence for spatial navigation and/or orientation deficits in preclinical, prodromal and confirmed AD and identifies research gaps and future research priorities.

• MeSH
• Alzheimerova nemoc diagnóza   patofyziologie   MeSH
• biologické markery * MeSH
• lidé MeSH
• prodromální symptomy * MeSH
• prostorová navigace fyziologie   MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• přehledy MeSH

• MeSH
• Alzheimerova nemoc patologie   MeSH
• hipokampus patologie   fyziologie   MeSH
• kognitivní dysfunkce patologie   MeSH
• lidé MeSH
• prostorová navigace * MeSH
• stárnutí * MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• práce podpořená grantem MeSH
• úvodníky MeSH

BACKGROUND: Cognitive deficits are common in early multiple sclerosis (MS), however, spatial navigation changes and their associations with brain pathology remain poorly understood. OBJECTIVE: To characterize the profile of spatial navigation changes in two main navigational strategies, egocentric (self-centred) and allocentric (world-centred), and their associations with demyelinating and neurodegenerative changes in early MS. METHODS: Participants with early MS after the first clinical event (n = 51) and age-, gender- and education-matched controls (n = 42) underwent spatial navigation testing in a real-space human analogue of the Morris water maze task, comprehensive neuropsychological assessment, and MRI brain scan with voxel-based morphometry and volumetric analyses. RESULTS: The early MS group had lower performance in the egocentric (p = 0.010), allocentric (p = 0.004) and allocentric-delayed (p = 0.038) navigation tasks controlling for age, gender and education. Based on the applied criteria, lower spatial navigation performance was present in 26-29 and 33-41% of the participants with early MS in the egocentric and the allocentric task, respectively. Larger lesion load volume in cortical, subcortical and cerebellar regions (ß ≥ 0.29; p ≤ 0.032) unlike brain atrophy was associated with less accurate allocentric navigation performance. CONCLUSION: Lower spatial navigation performance is present in up to 41% of the participants with early MS. Demyelinating lesions in early MS may disrupt neural network forming the basis of allocentric navigation.

• MeSH
• kognice MeSH
• kognitivní dysfunkce * MeSH
• lidé MeSH
• neuropsychologické testy MeSH
• prostorová navigace * MeSH
• roztroušená skleróza * diagnostické zobrazování   MeSH
• vnímání prostoru MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH

Během stárnutí a při vývoji Alzheimerovy choroby (AD) se objevují poruchy prostorově navigace pravděpodobně spojené se změnami ve funkci hipokampu, čelního laloku a dalších mozkových struktur. U člověka zahrnují změny schopností navigace v prostoru v důsledku stárnutí jak prostorové, tak neprostorové strategie. Tyto změny jsou vysvětlovány omezením kognitivní kapacity, horší výkonností pracovní paměti, neefektivními prostorovými strategiemi nebo deficitem v použití alocentrické kognitivní mapy. U starších lidí byly popsány subjektivní potíže s navigací a vyhýbání se neznámým místům a cestám. Vážné poruchy prostorové orientace neslučující se samostatným životem jsou často popisovány u pacientů s AD a problémy s navigací v prostoru byly popsány i u pacientů s mírnou kognitivní poruchou. Desorientace u pacientů a AD může být vysvětlena pomocí deficitu ve složitějším vnímání, jako je vnímání optického toku, pomocí deficitu v prostorové paměti nebo pomocí obou. Tento přehled shrnuje nejdůležitější poznatky z literatury se zaměřením na neurální základy kognitivních změn a na možnosti časné detekce a vývoje AD pomocí vyšetření schopností navigace v prostoru.

Age dependent and Alzheimer's disease (AD) related deficits in spatial learning and memory are thought to be based on alterations in the hippocampus, frontal cortex and other brain structures which develop during aging and progression of AD. In human, the age related changes in spatial navigation comprise deficits in both route and place learning. These deficits have been explained by limits in cognitive capacity, working memory deficit, inefficient search strategies or deficits in allocentric cognitive mapping. Self -perceived deficits in navigation and behavioral patterns to avoid unfamiliar routes and places were described in elderly individuals. Dis abling topographic disorientation that interferes with independent living can be observed in many AD patients and difficulties with sp atial navigation were found even in patients with mild cognitive impairment. The disorientation in AD can be explained by higher orde r perceptual deficits including impaired visual motion processing and/or spatial memory deficits. The review will cover the current literature while focusing on the neural basis of the cognitive changes and the possibility of early detection and prediction of AD progres sion by spatial navigation abilities assessment.

• MeSH
• Alzheimerova nemoc etiologie   patofyziologie   MeSH
• financování organizované MeSH
• hipokampus fyziologie   MeSH
• lidé MeSH
• neurokognitivní poruchy etiologie   patofyziologie   MeSH
• orientace MeSH
• poruchy paměti etiologie   patofyziologie   MeSH
• stárnutí fyziologie   patologie   MeSH
• vnímání prostoru fyziologie   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• přehledy MeSH

Objective. Virtual reality (VR) has become a key tool for researching spatial memory. Virtual environments offer many advantages for research in terms of logistics, neuroimaging compatibility etc. However, it is well established in animal models that the lack of physical movement in VR impairs some neural representations of space, and this is considered likely to be true in humans as well. Furthermore, it is unclear how big the disruptive effect stationary navigation is-how much does physical movement during encoding and recall affect human spatial memory and representations of space? What effect does the fatigue of actually walking during tasks have on participants-will physical movement decrease performance, or increase perception of difficulty?Approach. We utilize Augmented reality (AR) to enable participants to perform a spatial memory task while physically moving in the real world, compared to a matched VR task performed while stationary. Our task was performed by a group of healthy participants, by a group of stationary epilepsy patients, as they represent the population from which invasive human spatial signals are typically collected, and, in a case study, by a mobile epilepsy patient with an investigational chronic neural implant (Medtronic Summit RC + STM) streaming real-time continuous hippocampal local field potential data.Main results. Participants showed good performance in both conditions, but reported that the walking condition was significantly easier, more immersive, and more fun than the stationary condition. Importantly, memory performance was significantly better in walking vs. stationary in all groups, including epilepsy patients. We also found evidence for an increase in the amplitude of the theta oscillations associated with movement during the walking condition.Significance. Our findings highlight the importance of paradigms that include physical movement and suggest that integrating AR with movement in real environments can lead to improved techniques for spatial memory research.

• MeSH
• augmentovaná realita MeSH
• chůze fyziologie   MeSH
• dospělí MeSH
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• mladý dospělý MeSH
• prostorová navigace * fyziologie   MeSH
• prostorová paměť * fyziologie   MeSH
• virtuální realita * MeSH
• Check Tag
• dospělí MeSH
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• mladý dospělý MeSH
• mužské pohlaví MeSH
• ženské pohlaví MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH

Alzheimerova nemoc je od svého počátku spojena s dezorientací v prostoru. Ve většině případů je předcházena mírnou kognitivní poruchou, jejíž podtypy s různou predikcí dalšího vývoje se rozlišují pomocí testů zaměřených na paměť a další kognitivní domény Pomocí testu jednoduché navigace v reálném prostoru i na obrazovce počítače jsme porovnávali postižení pacientů s mírnou kognitivní poruchou ve standardních kognitivních testech a v prostorové navigaci. Navigační test probíhal v laboratoři prostorové navigace, zvané Blue Velvet Arena, v Nemocnici Motol. Test jednoduché navigace vyšetřuje tři módy prostorové navigace: navigaci na značku, alocentrickou navigaci, používající vzdálený orientační bod, a egocentrickou navigaci, používající současnou polohu subjektu. Zjistili jsme, že standardní kognitivní testy nepředpovídaly úspěšnost v navigačních testech a prostorová navigace může tak představovat nezávislou kognitivní doménu.

Alzheimer's disease is from its start associated with a spatial disorientation. In most cases it's preceded with the mild cogni tive impairment, which subtypes of different expected outcomes of the disease are distinguished by psychology tests focused on memory and other cognitive do- mains. Using a simple navigation test in a real space and on a computer monitor we compared the deficits in patients with mild cognitive im- pairment in standard cognitive tests and in spatial navigation. The navigation test was performed in a spatial cognition labora tory, called Blue Velvet Arena, placed in Teaching Hospital Motol. The simple navigation task evaluates three modes of spatial navigation: cued, using proximal orientation cue, allocentric, using distal orientation cue, and egocentric, using current subject position. Our preliminary res ults suggest that standard cognitive test did not predict the results in spatial navigation tests and spatial navigation can therefore represent an independent co- gnitive domain.

• Klíčová slova
• mírná kognitivní porucha, prostorová orientace,
• MeSH
• Alzheimerova nemoc diagnóza   MeSH
• demence MeSH
• financování organizované MeSH
• kognitivní poruchy diagnóza   MeSH
• lidé MeSH
• neuropsychologické testy normy   statistika a číselné údaje   MeSH
• orientace MeSH
• paměť MeSH
• počítačová simulace využití   MeSH
• podněty MeSH
• prostorová paměť MeSH
• prostorové chování MeSH
• psychomotorický výkon MeSH
• statistika jako téma MeSH
• studie případů a kontrol MeSH
• vnímání prostoru MeSH
• zraková percepce MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH

BACKGROUND: Subjective cognitive decline (SCD) may serve as a symptomatic indicator for preclinical Alzheimer's disease; however, SCD is a heterogeneous entity regarding clinical progression. We aimed to investigate whether spatial navigation could reveal subcortical structural alterations and the risk of progression to objective cognitive impairment in SCD individuals. METHODS: One hundred and eighty participants were enrolled: those with SCD (n = 80), normal controls (NCs, n = 77), and mild cognitive impairment (MCI, n = 23). SCD participants were further divided into the SCD-good (G-SCD, n = 40) group and the SCD-bad (B-SCD, n = 40) group according to their spatial navigation performance. Volumes of subcortical structures were calculated and compared among the four groups, including basal forebrain, thalamus, caudate, putamen, pallidum, hippocampus, amygdala, and accumbens. Topological properties of the subcortical structural covariance network were also calculated. With an interval of 1.5 years ± 12 months of follow-up, the progression rate to MCI was compared between the G-SCD and B-SCD groups. RESULTS: Volumes of the basal forebrain, the right hippocampus, and their respective subfields differed significantly among the four groups (p < 0.05, false discovery rate corrected). The B-SCD group showed lower volumes in the basal forebrain than the G-SCD group, especially in the Ch4p and Ch4a-i subfields. Furthermore, the structural covariance network of the basal forebrain and right hippocampal subfields showed that the B-SCD group had a larger Lambda than the G-SCD group, which suggested weakened network integration in the B-SCD group. At follow-up, the B-SCD group had a significantly higher conversion rate to MCI than the G-SCD group. CONCLUSION: Compared to SCD participants with good spatial navigation performance, SCD participants with bad performance showed lower volumes in the basal forebrain, a reorganized structural covariance network of subcortical nuclei, and an increased risk of progression to MCI. Our findings indicated that spatial navigation may have great potential to identify SCD subjects at higher risk of clinical progression, which may contribute to making more precise clinical decisions for SCD individuals who seek medical help.

• MeSH
• Alzheimerova nemoc * komplikace   MeSH
• kognitivní dysfunkce * psychologie   MeSH
• lidé MeSH
• neuropsychologické testy MeSH
• progrese nemoci MeSH
• prostorová navigace * MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH