Recent studies suggest that vascular disease may contribute to the cause of Alzheimer disease (AD). Since elevated plasma total homocysteine (tHcy) level is a risk factor for vascular disease, it may also be relevant to AD.To examine the association of AD with blood levels of tHcy, and its biological determinants folate and vitamin B12.Case-control study of 164 patients, aged 55 years or older, with a clinical diagnosis of dementia of Alzheimer type (DAT), including 76 patients with histologically confirmed AD and 108 control subjects.Referral population to a hospital clinic between July 1988 and April 1996.Serum tHcy, folate, and vitamin B12 levels in patients and controls at entry; the odds ratio of DAT or confirmed AD with elevated tHcy or low vitamin levels; and the rate of disease progression in relation to tHcy levels at entry.Serum tHcy levels were significantly higher and serum folate and vitamin B12 levels were lower in patients with DAT and patients with histologically confirmed AD than in controls. The odds ratio of confirmed AD associated with a tHcy level in the top third (> or = 14 micromol/L) compared with the bottom third (< or = 11 micromol/L) of the control distribution was 4.5 (95% confidence interval, 2.2-9.2), after adjustment for age, sex, social class, cigarette smoking, and apolipoprotein E epsilon4. The corresponding odds ratio for the lower third compared with the upper third of serum folate distribution was 3.3 (95% confidence interval, 1.8-6.3) and of vitamin B12 distribution was 4.3 (95% confidence interval, 2.1-8.8). The mean tHcy levels were unaltered by duration of symptoms before enrollment and were stable for several years afterward. In a 3-year follow-up of patients with DAT, radiological evidence of disease progression was greater among those with higher tHcy levels at entry.Low blood levels of folate and vitamin B12, and elevated tHcy levels were associated with AD. The stability of tHcy levels over time and lack of relationship with duration of symptoms argue against these findings being a consequence of disease and warrant further studies to assess the clinical relevance of these associations for AD.

Abstract A model is proposed for integrating the neural and cognitive aspects of the positive symptoms of acute schizophrenia, using evidence from postmortem neuropathology and neurochemistry, clinical and preclinical studies of dopaminergic neurotransmission, anatomical connections between the limbic system and basal ganglia, attentional and other cognitive abnormalities underlying the positive symptoms of schizophrenia, specific animal models of some of these abnormalities, and previous attempts to model the cognitive functions of the septohippocampal system and the motor functions of the basal ganglia. Anatomically, the model emphasises the projections from the septohippocampal system, via the subiculum, and the amygdala to nucleus accumbens, and their interaction with the ascending dopaminergic projection to the accumbens. Psychologically, the model emphasises a failure in acute schizophrenia to integrate stored memories of past regularities of perceptual input with ongoing motor programs in the control of current perception. A number of recent experiments that offer support for the model are briefly described, including anatomical studies of limbic-striatal connections, studies in the rat of the effects of damage to these connections, and of the effects of amphetamine and neuroleptics, on the partial reinforcement extinction effect, latent inhibition and the Kamin blocking effect; and studies of the latter two phenomena in acute and chronic schizophrenics.

Tyrosine hydroxylase-immunoreactive fibres in the rat neostriatum were studied in the electron microscope in order to determine the nature of the contacts they make with other neural elements. The larger varicose parts of such fibres contained relatively few vesicles and rarely displayed synaptic membrane specializations; however, thinner parts of axons (0.1–0.4 μm) contained many vesicles and had symmetrical membrane specializations, indicative of en passant type synapses. By far the most common postsynaptic targets of tyrosine hydroxylase-immunoreactive boutons were dendritic spines and shafts, although neuronal cell bodies and axon initial segments also received such input. Six striatonigral neurons in the ventral striatum were identified by retrograde labelling with horseradish peroxidase and their dendritic processes were revealed by Golgi impregnation using the section-Golgi procedure. The same sections were also developed to reveal tyrosine hydroxylase immunoreactivity and so we were able to study immunoreactive boutons in contact with the Golgi-impregnated striatonigral neurons. Each of the 280 immunoreactive boutons examined in the electron microscope displayed symmetrical synaptic membrane specializations: 59% of the boutons were in synaptic contact with the dendritic spines, 35% with the dendritic shafts and 6% with the cell bodies of striatonigral neurons. The dendritic spines of striatonigral neurons that received input from immunoreactive boutons invariably also received input, usually more distally, from unstained boutons that formed asymmetrical synaptic specializations. A study of 87 spines along the dendrites of an identified striatonigral neuron showed that the most common type of synaptic input was from an individual unstained bouton making asymmetrical synaptic contact (53%), while 39% of the spines received one asymmetrical synapse and one symmetrical immunoreactive synapse. It is proposed that the spatial distribution of presumed dopaminergic terminals in synaptic contact with different parts of striatonigral neurons has important functional implications. Those synapses on the cell body and proximal dendritic shafts might mediate a relatively non-selective inhibition. In contrast, the major dopaminergic input that occurs on the necks of dendritic spines is likely to be highly selective since it could prevent the excitatory input to the same spines from reaching the dendritic shaft. One of the main functions of dopamine released from nigrostriatal fibres might thus be to alter the pattern of firing of striatal output neurons by regulating their input.

The coexistence of gamma-aminobutyric acid (GABA), glutamate decarboxylase (GAD), and cholecystokinin (CCK)- or somatostatin- immunoreactive material in the same neurons was studied in the hippocampus and visual cortex of the cat. One-micrometer-thick serial sections of the same neuron were reacted to reveal different antigens by the unlabeled antibody enzyme method. All CCK- and somatostatin- immunoreactive neurons in the cortex and all CCK-immunoreactive and the majority of somatostatin-immunoreactive neurons in the hippocampus that could be examined in serial sections were also immunoreactive for GABA. In neurons that were immunoreactive for GAD it was often possible to demonstrate immunoreactivity for one of the peptides as well as for GABA. GABA-immunoreactive neurons, as revealed by an antiserum to GABA, were present in all layers of the cortex and hippocampus, and their shape, size, and distribution were similar to GAD-immunoreactive neurons. All GAD-immunoreactive neurons were also positive for GABA, but the latter staining revealed additional neurons. CCK/GABA- and somatostatin/GABA-immunoreactive neurons were present mainly in layers II and upper III and in layers V and VI in the visual cortex. CCK/GABA- immunoreactive neurons were most frequently present in the strata oriens, pyramidale, and moleculare of the hippocampus and in the polymorph cell layer of the dentate gyrus. Somatostatin/GABA- immunoreactive neurons were localized mainly in the stratum oriens and in the hilus of the fascia dentata. The two peptides could not be found in the same neuron. The majority of neurons that were GABA immunoreactive did not stain for either peptide. The presence of CCK- and somatostatin-immunoreactive material in GABAergic cortical neurons raises the possibility that neuroactive peptides affect GABAergic neurotransmission.

Background An increased rate of brain atrophy is often observed in older subjects, in particular those who suffer from cognitive decline. Homocysteine is a risk factor for brain atrophy, cognitive impairment and dementia. Plasma concentrations of homocysteine can be lowered by dietary administration of B vitamins. Objective To determine whether supplementation with B vitamins that lower levels of plasma total homocysteine can slow the rate of brain atrophy in subjects with mild cognitive impairment in a randomised controlled trial (VITACOG, ISRCTN 94410159). Methods and Findings Single-center, randomized, double-blind controlled trial of high-dose folic acid, vitamins B6 and B12 in 271 individuals (of 646 screened) over 70 y old with mild cognitive impairment. A subset (187) volunteered to have cranial MRI scans at the start and finish of the study. Participants were randomly assigned to two groups of equal size, one treated with folic acid (0.8 mg/d), vitamin B12 (0.5 mg/d) and vitamin B6 (20 mg/d), the other with placebo; treatment was for 24 months. The main outcome measure was the change in the rate of atrophy of the whole brain assessed by serial volumetric MRI scans. Results A total of 168 participants (85 in active treatment group; 83 receiving placebo) completed the MRI section of the trial. The mean rate of brain atrophy per year was 0.76% [95% CI, 0.63–0.90] in the active treatment group and 1.08% [0.94–1.22] in the placebo group (P = 0.001). The treatment response was related to baseline homocysteine levels: the rate of atrophy in participants with homocysteine >13 µmol/L was 53% lower in the active treatment group (P = 0.001). A greater rate of atrophy was associated with a lower final cognitive test scores. There was no difference in serious adverse events according to treatment category. Conclusions and Significance The accelerated rate of brain atrophy in elderly with mild cognitive impairment can be slowed by treatment with homocysteine-lowering B vitamins. Sixteen percent of those over 70 y old have mild cognitive impairment and half of these develop Alzheimer's disease. Since accelerated brain atrophy is a characteristic of subjects with mild cognitive impairment who convert to Alzheimer's disease, trials are needed to see if the same treatment will delay the development of Alzheimer's disease. Trial Registration Controlled-Trials.com ISRCTN94410159

Abstract— The effect of l ‐tryptophan loading upon the amount of 5‐HT accumulating in the brains of rats pretreated with a monoamine oxidase inhibitor was studied. The amount of brain 5‐HT accumulated increased with increasing tryptophan dosages and brain tryptophan concentrations up to a tryptophan dose of 120 mg/kg body wt. and a brain tryptophan of about 70 μg/g brain. Above this dose and concentration no further increase in brain 5‐HT accumulation occurred. After monoamine oxidase inhibition and tryptophan loading gross hyperactivity and hyperpyrexia occurred. Monoamine oxidase inhibition, tryptophan administration and intact aromatic amino acid decarboxylase activity were all collectively essential for the production of hyperactivity and hyperpyrexia. DL‐Parachlorophenyl‐alanine prevented both the occurrence of hyperactivity and the increased accumulation of, brain 5‐HT. Indices of hyperactivity correlated with the amount of brain 5‐HT accumulating in 1 h after tryptophan loading but not with the overall concentration of brain 5‐HT, suggesting that hyperactivity was dependent upon the rate of 5‐HT synthesis. Reserpine and tetra‐benazine pretreatment speeded the onset and rate of development of the hyperactive state without altering the synthesis of brain 5‐HT. It is suggested that when monoamine oxidase is inhibited and the rate of 5‐HT synthesis is increased, granular uptake and storage of 5‐HT and other rate‐limiting mechanisms for 5‐HT inactivation are unable to prevent 5‐HT 'spilling over’to produce hyperactivity. The crucial dependence of 5‐HT synthesis upon brain tryptophan concentration and the ability of intraneuronal metabolism, when monoamine oxidase activity is intact, to cope with increased 5‐HT synthesis and prevent ‘spillover’, raise the possibility that brain 5‐HT synthesis is normally in excess of functional needs, and suggest that intraneuronal metabolism and the intraneuronal organization of 5‐HT pools are of more importance than synthesis in regulating the amount of 5‐HT available for functional activity.

Fortification of food with folic acid to reduce the number of neural tube defects was introduced 10 y ago in North America. Many countries are considering whether to adopt this policy. When fortification is introduced, several hundred thousand people are exposed to an increased intake of folic acid for each neural tube defect pregnancy that is prevented. Are the benefits to the few outweighed by possible harm to some of the many exposed? In animals, a folic acid–rich diet can influence DNA and histone methylation, which leads to phenotypic changes in subsequent generations. In humans, increased folic acid intake leads to elevated blood concentrations of naturally occurring folates and of unmetabolized folic acid. High blood concentrations of folic acid may be related to decreased natural killer cell cytotoxicity, and high folate status may reduce the response to antifolate drugs used against malaria, rheumatoid arthritis, psoriasis, and cancer. In the elderly, a combination of high folate levels and low vitamin B-12 status may be associated with an increased risk of cognitive impairment and anemia and, in pregnant women, with an increased risk of insulin resistance and obesity in their children. Folate has a dual effect on cancer, protecting against cancer initiation but facilitating progression and growth of preneoplastic cells and subclinical cancers, which are common in the population. Thus, a high folic acid intake may be harmful for some people. Nations considering fortification should be cautious and stimulate further research to identify the effects, good and bad, caused by a high intake of folic acid from fortified food or dietary supplements. Only then can authorities develop the right strategies for the population as a whole.

Background Late Onset Alzheimer's disease (LOAD) is the leading cause of dementia. Recent large genome-wide association studies (GWAS) identified the first strongly supported LOAD susceptibility genes since the discovery of the involvement of APOE in the early 1990s. We have now exploited these GWAS datasets to uncover key LOAD pathophysiological processes. Methodology We applied a recently developed tool for mining GWAS data for biologically meaningful information to a LOAD GWAS dataset. The principal findings were then tested in an independent GWAS dataset. Principal Findings We found a significant overrepresentation of association signals in pathways related to cholesterol metabolism and the immune response in both of the two largest genome-wide association studies for LOAD. Significance Processes related to cholesterol metabolism and the innate immune response have previously been implicated by pathological and epidemiological studies of Alzheimer's disease, but it has been unclear whether those findings reflected primary aetiological events or consequences of the disease process. Our independent evidence from two large studies now demonstrates that these processes are aetiologically relevant, and suggests that they may be suitable targets for novel and existing therapeutic approaches.

The modulatory actions of dopamine on the flow of cortical information through the basal ganglia are mediated mainly through two subtypes of receptors, the D1 and D2 receptors. In order to examine the precise cellular and subcellular location of these receptors, immunocytochemistry using subtype specific antibodies was performed on sections of rat basal ganglia at both the light and electron microscopic levels. Both peroxidase and pre-embedding immunogold methods were utilized. Immunoreactivity for both D1 and D2 receptors was most abundant in the neostriatum where it was mainly contained within spiny dendrites and in perikarya. Although some of the immunoreactive perikarya had characteristics of interneurons, most were identified as medium-sized spiny neurons. Immunoreactivity for D1 receptor but not D2 receptor was associated with the axons of the striatonigral pathway and axons and terminals in the substantia nigra pars reticulata and the entopeduncular nucleus. In contrast, D2 immunoreactivity but not D1 immunoreactivity was present in the dopaminergic neurons in the substantia nigra pars compacta and ventral pars reticulata. In the globus pallidus, little immunoreactivity for either D1 or D2 receptor was detected. At the subcellular level, D1 and D2 receptor immunoreactivity was found to be mainly associated with the internal surface of cell membranes. In dendrites and spines immunoreactivity was seen in contact with the membranes postsynaptic to terminals forming symmetrical synapses and less commonly, asymmetrical synapses. The morphological features and membrane specializations of the terminals forming symmetrical synapses are similar to those of dopaminergic terminals previously identified by immunocytochemistry for tyrosine hydroxylase. In addition to immunoreactivity associated with synapses, a high proportion of the immunoreactivity was also on membranes at non-synaptic sites. It is concluded that dopamine receptor immunoreactivity is mainly associated with spiny output neurons of the neostriatum and that there is a selective association of D1 receptors with the so-called direct pathway of information flow through the basal ganglia, i.e. the striatoentopeduncular and striatonigral pathways. Although there is an association of receptor immunoreactivity with afferent synaptic inputs a high proportion is located at extrasynaptic sites.