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Exposure to high manganese (Mn) levels may damage the basal ganglia, leading to a syndrome analogous to Parkinson's disease, with motor and cognitive impairments. The molecular mechanisms underlying Mn neurotoxicity, particularly during development, still deserve further investigation. Herein, we addressed whether early-life Mn exposure affects motor coordination and cognitive function in adulthood and potential underlying mechanisms. Male Wistar rats were exposed intraperitoneally to saline (control) or MnCl2 (5, 10 or 20 mg/kg/day) from post-natal day (PND) 8-12. Behavioral tests were performed on PND 60-65 and biochemical analysis in the striatum and hippocampus were performed on PND14 or PND70. Rats exposed to Mn (10 and 20 mg/kg) performed significantly worse on the rotarod test than controls indicating motor coordination and balance impairments. The object and social recognition tasks were used to evaluate short-term memory. Rats exposed to the highest Mn dose failed to recognize a familiar object when replaced by a novel object as well as to recognize a familiar juvenile rat after a short period of time. However, Mn did not alter olfactory discrimination ability. In addition, Mn-treated rats displayed decreased levels of non-protein thiols (e.g. glutathione) and increased levels of glial fibrillary acidic protein (GFAP) in the striatum. Moreover, Mn significantly increased hippocampal glutathione peroxidase (GPx) activity. These findings demonstrate that acute low-level exposure to Mn during a critical neurodevelopmental period causes cognitive and motor dysfunctions that last into adulthood, that are accompanied by alterations in antioxidant defense system in both the hippocampus and striatum. (C) 2015 Elsevier Inc. All rights reserved.
Different systems for habitual versus goal-directed control are thought to underlie human decision-making. Working memory is known to shape these decision-making systems and
their interplay, and is known to support goal-directed decision making even under stress. Here, we investigated if and how decision systems are differentially influenced by breaks filled with diverse everyday life activities known to modulate working memory performance. We used a within-subject design where young adults listened to music and played a video game during breaks interleaved with trials of a sequential two-step Markov decision task, designed to assess habitual as well as goal-directed decision making. Based on a neurocomputational model of task performance, we observed that for individuals with a rather limited
working memory capacity video gaming as compared to music reduced reliance on the goal-directed decision-making system, while a rather large working memory capacity prevented such a decline. Our findings suggest differential effects of everyday activities on key decision-making processes.
Hintergrund
Patienten, die nach gescheitertem Weaning von der Intensivstation in die Frührehabilitation (FR) verlegt werden, weisen neben motorischen Einschränkungen oft auch Defizite in ihrer kognitiven Leistungsfähigkeit auf. Welche patientenseitigen Faktoren das kognitive Outcome am Ende der FR beeinflussen, ist noch unzureichend untersucht.
Zielstellung
Ermittlung von Prädiktoren auf das kognitive Leistungsvermögen initial beatmeter FR-Patienten.
Methode
Zwischen 01/2014 und 12/2015 wurden 301 Patienten (68,3 ± 11,4 Jahre, 67 % männlich) einer neurologischen Phase-B-Weaningstation konsekutiv in eine prospektive Beobachtungsstudie eingeschlossen. Zur Ermittlung möglicher Einflussfaktoren auf das kognitive Outcome (operationalisiert mittels Neuromentalindex [NMI]) wurden soziodemografische Daten, kritische Erkrankung, Komorbiditäten, Parameter zu Weaning und Dekanülierung sowie diverse Scores zur Ermittlung funktionaler Parameter erhoben und mittels ANCOVA multivariat ausgewertet.
Ergebnisse
Insgesamt 248 Patienten (82 %) konnten erfolgreich geweant werden, 155 (52 %) dekanüliert, 75 Patienten (25 %) verstarben, davon 39 (13 %) unter Palliativtherapie. Für die überlebenden Patienten (n = 226) konnten im finalen geschlechts- und altersadjustierten statistischen Modell unabhängige Prädiktoren des NMI bei Entlassung aus der FR ermittelt werden: Wachheit und erfolgreiche Dekanülierung waren positiv mit dem NMI assoziiert, während als kritische Erkrankungen hypoxische Hirnschädigungen, Hirninfarkte und Schädel-Hirn-Traumata einen negativen Einfluss auf die kognitive Leistungsfähigkeit hatten. Das berechnete Modell begründet 57 % der Varianz des NMI (R2 = 0,568) und weist damit eine hohe Erklärungsqualität auf.
Schlussfolgerung
Aufgrund des erhöhten Risikos für eine verminderte kognitive Leistungsfähigkeit zum Ende der FR sollten vor allem Patienten nach Hypoxie, Hirninfarkt und Schädel-Hirn-Trauma intensiv neuropsychologisch betreut werden. Da weiterhin eine erfolgreiche Dekanülierung mit verbesserten kognitiven Leistungen assoziiert ist, sollte – vor allem bei wachen Patienten – zudem ein zügiges Trachealkanülenmanagement im therapeutischen Fokus stehen.