Luktsinnet var länge svårförklarligt. Man förstod inte ens grundprinciperna för hur vi kan känna igen och minnas mer än 10000 olika dofter. De två Nobelpristagarna i fysiologi eller medicin år 2004 – Richard Axel och Linda B Buck – löste detta problem, och i banbrytande arbeten har de visat hur vårt luktsinne fungerar. Nobelpriset belönade deras forskning om »luktreceptorer och luktsinnets organisation« [2].
Axel och Buck upptäckte en genfamilj av närmare 1000 olika gener som ger upphov till lika många typer av luktreceptorer som sitter på luktreceptorcellerna i nässlemhinnan. Där kan de läsa av de doftmolekyler som vi andas in och sända signaler till luktloberna. Luktsignaler sänds vidare från de två luktloberna till entorinala kortex [3], som är en del av primära olfaktoriska kortex. Högre grad av bearbetning av luktens nervbanor sker i flera regioner, som innefattar övre gyrus i temporalloben och laterala och främre orbitofrontala gyri i frontalloben [4].
Entorinala kortex ger upphov till afferenta impulser till hippocampus. Dessa signaler minskar redan i tidiga stadier av Alzheimers sjukdom [5]. Skadan anses bidra till minnesstörning vid Alzheimers sjukdom, och den kan också bidra till den försämring av luktsinnet som har rapporterats vid denna sjukdom [6]. Positronemissionstomografiska (PET) studier har visat att patienter med Alzheimers sjukdom har minskad genomblödning i entorinala kortex och anteroventerala temporalloben efter luktstimulering [4]. Nedsättning i luktkänslighet är i vissa fall perifert betingad där patienten kan uppvisa anosmi [7]. I andra fall uppvisar patienten intakt luktkänslighet men med betydande svårigheter att tolka och identifiera luktintryck, och kunskapen om patientgruppens tröskelvärden för lukt är avhängigt av en subjektiv tolkning [8]. En färsk studie visar att alzheimerpatienternas störning också kan omfatta luktminnet [9].
Av alla dessa anledningar finns det stort behov av en enkel, objektiv metod för att undersöka funktionen av luktbanorna från näsans slemhinna till den frontotemporala hjärnbarken. Nära-infrarött-ljusspektroskopi (NIRS) är en icke-invasiv teknik som mäter kortikal genomblödning i realtid. Även om superior gyrus av temporalloben inte tidigare studerats vid Alzheimers sjukdom borde denna region vara tillgänglig för mätning med NIRS på liknande sätt som hos nyfödda [10]. Det visade sig i den aktuella studien att laserljuset kan penetrera skallbenet även hos vuxna.


Material, metod
Patienter.
Vid en minnespoliklinik utvaldes patienter med mild kognitiv störning till mild form av Alzheimers sjukdom. Totalt 13 patienter med 66 års medelålder (från 56 till 72 år) med »Mini-Mental State«(MMS)-poäng från 17 till 29 jämfördes med åtta kontrollpersoner, makar till patienterna, med 66 års medelålder (från 56 till 79 år) och med MMS-poäng mellan 26 och 30. Patienterna genomgick en fullständig neuropsykiatrisk undersökning innefattade bla psykologiska test, magnetresonanstomografi, enfotonstomografi, EEG, likvorundersökning och subjektiva lukttest.

NIRS-metoden.
Nära-infrarött-ljusspektroskopi mäter förändringar i vävnadens koncentration av syresatt ([O2Hb]) och icke-syresatt ([HHb]) hemoglobin. Variationer i [O2Hb] och [HHb] mättes i studien med en tvåkanalig NIRS-apparat (NIRO 300, Hamamatsu Photonics, Hamamatsu, Japan). De grundläggande principerna för NIRS har beskrivits i en nyutkommen forskningsguide [11]. Ljus med våglängder mellan 700 och 1000 nm, som ligger nära området för synligt ljus, sänds genom fiberoptik till en optod. Vid denna sänds ljuset vidare genom skallen och cortex cerebri och registreras av en mottagande optod. De två optoderna placeras i en hållare med 4 cm avstånd, en över temporallobens spets och den andra över temporala gyrus, symmetriskt över tinningarna på var sin sida av huvudet. Skillnader i våglängd mellan det sända och det mottagna ljuset, som är beroende på syrehalten i kapillärernas hemoglobin, insamlas varje sekund.

Experiment.
Efter förberedelser på 3 minuter under vilka signalerna stabiliserades, angavs en baslinje för NIRS på 40 sekunder. Ett provrör med 1-procentig vaniljsubstans löst i vatten hölls under patientens näsa på 1 cm avstånd. Varje sekund överfördes data från optoderna till en ansluten dator, och förändringarna i [O2Hb] och [HHb] mättes och analyserades. För varje patient jämfördes baslinjen på en halv minut med data under 70 till 85 sekunder efter stimulering med vaniljdoft eller med ett kontrollrör med bara vatten. Trenddata användes för att räkna ut skillnad mellan stimuli och baslinje. Ett typiskt positivt svar som karakteriseras genom en ökning av [O2Hb] och en minskning av [HHb] visas i Figur 1.


Resultat
Fyra kontrollpersoner hade ett klart positivt svar på vaniljlukt (Figur 1) som bestod av ökning av [O2Hb] och minskning av [HHb] och svagt eller inget svar på bara vatten.
Inga personer i patientgruppen med kliniskt signifikanta minnesrubbningar av alzheimertyp reagerade med positiv luktrespons på vaniljstimulus. Skillnaden mellan patienter och kontroller var signifikant. Samma resultat fick man vid upprepad undersökning av några av personerna en månad senare. Hälften av försökspersonerna i kontrollgruppen uppvisade också en negativ luktrespons. Dessa personer kommer att följas på minnesmottagningen utifrån hypotesen att den påvisade störningen i luktstimulus kan utgöra ett tidigsymtom vid utveckling av demenstillstånd.


Diskussion
Denna studie visar att NIRS kan användas för att mäta luktsvar i temporalloben hos friska äldre. NIRS är en lovande ny metod för att objektivt kunna avläsa normalt och defekt luktsvar från näsan till hjärnan. NIRS-metoden kan möjligen användas för objektiv mätning av tidig demensutveckling liksom för att följa behandlingseffekter tex vid Alzheimers sjukdom.

*
Potentiella bindningar eller jävsförhållanden: Inga uppgivna.


Figur 1. Diagrammet visar ett positivt svar genom ändrad hemoglobinkoncentration (d-koncentration Hgb) vid vaniljstimulering hos en frisk kontrollperson. Stimuleringen sker vid + (pil), vid 45 sekunder och pågår till – (pil) vid 90 sekunder. De röda och gröna kurvorna visar förändring i oxygenerat hemoglobin (Hgb) i vänster respektive höger temporallob, under det att de blå (vänster) och skära (höger) kurvorna visar variationerna i deoxygenerat hemoglobin inom samma områden av hjärnbarken.