spatial organization Dotaz Zobrazit nápovědu
Cíl. Práce zjišťuje korelace některých nových metod měření prostorové paměti k standardním neuropsychologickým metodám. Metody. V laboratoři vybudované na neurologickém oddělení Nemocnice Na Homolce v Praze byla použita modifikace zvířecích testů prostorové paměti pro testování lidí. Kromě toho byly vytvořeny počítačové analogie reálných navigačních testů, které by mohly být aplikovány při screeningu velkého počtu pacientů pro detekci časných příznaků paměťových poruch. Původních 32 proměnných prostorové paměti bylo převedeno na 7 proměnných. Ze standardních neuropsychologických metod byly použity WAIS-R, WMS-R, HRNB, WMS, Bentonova zkouška vizuální retence, Rey-Osterrietheova komplexní figura. Studie se účastnilo 54 osob, z toho 37 pacientů a 17 studentů. Z pacientů u části (n=20) se připravovala operace mozku pro farmakorezistentní epilepsii. šlo obvykle o hippokampektomie, a část (n=17) už dříve prodělala termolézi amygdalohippokampálního komplexu. Studenti byli bez neurologických nebo psychiatrických poruch v anamnéze. Výsledky. Byla zjištěna řada statisticky významných korelací. Například u proměnné prostorové paměti Skrytý cíl 1-4 je korelace chyb s neverbální inteligencí -0,636, p<0,001, s verbální inteligencí -0,403, p<0,05 při n=34. Celkové neuropsychologické oslabení (General Neuropsychological Deficit Scale, HRNB) má vazbu k počtu chyb v proměnné prostorové paměti Percepce 2 a 6 (r=0,800, p<0,01, n=15). Pozdější začátek epileptického onemocnění je spojený s menším výskytem chyb prostorové paměti (r=-0,360, p<0,05, n=29. proměnná Skrytý cíl 1-4). Závěr. Nově vytvořené testy prostorové paměti, vycházející z modifikace testů prostorové paměti u zvířat, i od nich odvozené počítačové analogie reálných navigačních testů, mají u lidí vazby také k inteligenci, paměti, neuropsychologickému oslabení, vzdělání, věku a začátku epileptického onemocnění.
Goal: This study investigates the correlations of some novel methods of measuring spatial memory to standard neuropsychological methods. Methods: In a laboratory established in the department of Neurology, Hospital Na Homolce in Prague, modification of animal tests of spatial memory was used for testing humans. Additionally, computer analogies of real navigation tests were made, which could be applied for screening a large number of patients for detection of early symptoms of memory disorders. The original 32 variables of spatial memory were converted to 7 variables. Among standard neuropsychology tests, the WAIS-R, WMS-R, HRNB, WMS, Benton test of visual retention and Rey-Osterrieth complex figure were used. Fifty-four patients participated in the study, including 37 patients and 17 students. Among the patients, one subgroup (n=20) was scheduled for brain surgery for pharmacoresistant epilepsy, usually hippocampectomy, another subgroup (n=17) had already undergone a thermolesion of the amygdala-hippocampus complex. The students were without history of neurological or psychiatric disorders. Results: A number of statistically significant correlations were detected. For example, in a spatial memory variable Hidden Goal 1-4, the correlation of errors with nonverbal intelligence is -0.636, p< 0.001,with verbal intelligence -0.403, p<0.05 at n=34. The General Neuropsychological Deficit Scale, HRNB, is related to the number of errors in the spatial memory variable Perception 2 and 6 (r = 0.800, p<0.01, n=:15). Late beginning of epileptic disease is associated with smaller occurrence of spatial memory errors (r = -0.360, p<0.05, n=29, variable Hidden Goal 1-4). Conclusion: The newly created tests of spatial memory, based upon modified tests of spatial navigation in animals, as well as the derived computer analogies of real navigation tests are in humans also related to intelligence, memory, neuropsychological deficit, education, age and the beginning of epileptic disease.
- MeSH
- dospělí MeSH
- epilepsie diagnóza MeSH
- finanční podpora výzkumu jako téma MeSH
- hipokampus chirurgie MeSH
- lidé MeSH
- neuropsychologické testy statistika a číselné údaje MeSH
- paměť MeSH
- poruchy paměti diagnóza MeSH
- studenti psychologie statistika a číselné údaje MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- ženské pohlaví MeSH
Prostorové chování zvířat i člověka zahrnuje komplexní systém kognitivních schopností, které vykazují vysokou evoluční homogenitu. V navigaci rozlišujeme zejména egocentrické procesy (relativní k vlastní poloze) a allocentrické procesy (orientované vůči externím objektům). Ke studiu navigace často slouží úlohy původně vytvořené pro zvířata (zejména potkany). Dnes nejznámější prostorovou úlohou je navigace na skrytý cíl v Morrisově vodním bludišti. Méně známý je pak Test vyhýbání se místu na rotující aréně. Pro testování lidí byly vytvořeny zejména virtuální verze těchto prostorových úloh. Sledování aktivity nebo důsledku lokálního poškození mozkových oblastí během navigace v těchto úlohách pomohlo objasnit neuronální koreláty prostorové kognice. Tyto poznatky vedly také k využití prostorových úloh při stanovení kognitivního deficitu u schizofrenie i schizofrenii podobného chování u zvířat. Výsledky těchto studií naznačují, že budoucí klinické využití virtuálních prostorových testů může být velice slibné.
The spatial behavior of animals and humans involves a complex system of cognitive abilities, which show high evolutionary homog eneity. In particular, we distinguish egocentric navigation processes (relative to one's own position) and allocentric processes (oriented towards external objects). To study navigation in humans, spatial cognition tasks originally created for animals (especially rats) are usually u sed. Today the most famous orientation task is the navigation to the hidden goal in Morris water maze. Less known is the avoidance test on the rota ting arena. Vir- tual versions of these spatial tasks have been created to test the navigation in humans. Observing the neuronal activity using imaging methods and observing the effects of local brain damage during navigation tasks have helped clarify the neuronal correlates of spatial cognition. These findings also led to the usage of these spatial tasks in evaluation of cognitive deficits in schizophrenia and schizophrenia-li ke behavior in ani- mals. Results of these studies suggest that future clinical use of virtual spatial tests could be very promising.
- Klíčová slova
- vyhýbání se místu na rotující aréně, test hledání skrytého cíle, kognitivní deficit,
- MeSH
- financování organizované MeSH
- kognice fyziologie MeSH
- kognitivní poruchy diagnóza etiologie MeSH
- krátkodobá paměť fyziologie MeSH
- lidé MeSH
- Morrisovo vodní bludiště MeSH
- mozek fyziologie patofyziologie MeSH
- neurofyziologie MeSH
- neuropsychologické testy normy MeSH
- orientace fyziologie MeSH
- počítačová simulace trendy využití MeSH
- podněty MeSH
- prostorové chování fyziologie MeSH
- psychologické modely MeSH
- psychomotorický výkon MeSH
- reakční čas MeSH
- schizofrenie (psychologie) MeSH
- schizofrenie diagnóza patofyziologie MeSH
- učení vyhýbat se fyziologie MeSH
- vnímání prostoru fyziologie MeSH
- vnímání tvaru fyziologie MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
- MeSH
- atrofie MeSH
- dítě MeSH
- dospělí MeSH
- femur fyziologie patologie virologie MeSH
- fyziologická adaptace MeSH
- Haversův systém fyziologie ultrastruktura MeSH
- lidé MeSH
- mechanický stres MeSH
- nemoci kostí patofyziologie patologie MeSH
- poliomyelitida patofyziologie patologie MeSH
- předškolní dítě MeSH
- Check Tag
- dítě MeSH
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- předškolní dítě MeSH
Understanding spatial distribution of organisms in heterogeneous environment remains one of the chief issues in ecology. Spatial organization of freshwater fish was investigated predominantly on large-scale, neglecting important local conditions and ecological processes. However, small-scale processes are of an essential importance for individual habitat preferences and hence structuring trophic cascades and species coexistence. In this work, we analysed the real-time spatial distribution of pelagic freshwater fish in the Římov Reservoir (Czechia) observed by hydroacoustics in relation to important environmental predictors during 48 hours at 3-h interval. Effect of diurnal cycle was revealed of highest significance in all spatial models with inverse trends between fish distribution and predictors in day and night in general. Our findings highlighted daytime pelagic fish distribution as highly aggregated, with general fish preferences for central, deep and highly illuminated areas, whereas nighttime distribution was more disperse and fish preferred nearshore steep sloped areas with higher depth. This turnover suggests prominent movements of significant part of fish assemblage between pelagic and nearshore areas on a diel basis. In conclusion, hydroacoustics, GIS and spatial modelling proved as valuable tool for predicting local fish distribution and elucidate its drivers, which has far reaching implications for understanding freshwater ecosystem functioning.
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
Nucleus, chromatin, and chromosome organization studies heavily rely on fluorescence microscopy imaging to elucidate the distribution and abundance of structural and regulatory components. Three-dimensional (3D) image stacks are a source of quantitative data on signal intensity level and distribution and on the type and shape of distribution patterns in space. Their analysis can lead to novel insights that are otherwise missed in qualitative-only analyses. Quantitative image analysis requires specific software and workflows for image rendering, processing, segmentation, setting measurement points and reference frames and exporting target data before further numerical processing and plotting. These tasks often call for the development of customized computational scripts and require an expertise that is not broadly available to the community of experimental biologists. Yet, the increasing accessibility of high- and super-resolution imaging methods fuels the demand for user-friendly image analysis workflows. Here, we provide a compendium of strategies developed by participants of a training school from the COST action INDEPTH to analyze the spatial distribution of nuclear and chromosomal signals from 3D image stacks, acquired by diffraction-limited confocal microscopy and super-resolution microscopy methods (SIM and STED). While the examples make use of one specific commercial software package, the workflows can easily be adapted to concurrent commercial and open-source software. The aim is to encourage biologists lacking custom-script-based expertise to venture into quantitative image analysis and to better exploit the discovery potential of their images.Abbreviations: 3D FISH: three-dimensional fluorescence in situ hybridization; 3D: three-dimensional; ASY1: ASYNAPTIC 1; CC: chromocenters; CO: Crossover; DAPI: 4',6-diamidino-2-phenylindole; DMC1: DNA MEIOTIC RECOMBINASE 1; DSB: Double-Strand Break; FISH: fluorescence in situ hybridization; GFP: GREEN FLUORESCENT PROTEIN; HEI10: HUMAN ENHANCER OF INVASION 10; NCO: Non-Crossover; NE: Nuclear Envelope; Oligo-FISH: oligonucleotide fluorescence in situ hybridization; RNPII: RNA Polymerase II; SC: Synaptonemal Complex; SIM: structured illumination microscopy; ZMM (ZIP: MSH4: MSH5 and MER3 proteins); ZYP1: ZIPPER-LIKE PROTEIN 1.
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
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.
