Tichelmann, N.L. and Foerges, A.L. and Elmenhorst, E.-M. and Lange, D. and Hennecke, E. and Baur, D.M. and Beer, S. and Kroll, T. and Neumaier, B. and Bauer, A. and Landolt, H.P. and Aeschbach, D. and Elmenhorst, D. (2023) A genetic variation in the adenosine A2A receptor gene contributes to variability in oscillatory alpha power in wake and sleep EEG and A1 adenosine receptor availability in the human brain. NeuroImage, 280, p. 120345. Elsevier. doi: 10.1016/j.neuroimage.2023.120345. ISSN 1053-8119.
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Official URL: https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2023.120345
Abstract
The EEG alpha rhythm (∼ 8-13 Hz) is one of the most salient human brain activity rhythms, modulated by the level of attention and vigilance and related to cerebral energy metabolism. Spectral power in the alpha range in wakefulness and sleep strongly varies among individuals based on genetic predisposition. Knowledge about the underlying genes is scarce, yet small studies indicated that the variant rs5751876 of the gene encoding A2A adenosine receptors (ADORA2A) may contribute to the interindividal variation. The neuromodulator adenosine is directly linked to energy metabolism as product of adenosine tri-phosphate breakdown and acts as a sleep promoting molecule by activitating A1 and A2A adenosine receptors. We performed sleep and positron emission tomography studies in 59 healthy carriers of different rs5751876 alleles, and quantified EEG oscillatory alpha power in wakefulness and sleep, as well as A1 adenosine receptor availability by with 18F-CPFPX. Oscillatory alpha power was higher in homozygous C-allele carriers (n = 27, 11 females) compared to heterozygous and homozygous carriers of the T-allele (n(C/T) = 23, n(T/T) = 5, 13 females) (F(18,37) = 2.35, p = 0.014, Wilk's Λ = 0.487). Furthermore, a modulatory effect of ADORA2A genotype on A1 adenosine receptor binding potential was found across all considered brain regions (F(18,40) = 2.62, p = 0.006, Wilk's Λ = 0.459), which remained significant for circumscribed occipital region of calcarine fissures after correction for multiple comparisons. In female participants, a correlation between individual differences in oscillatory alpha power and A1 receptor availability was observed. In conclusion, we confirmed that a genetic variant of ADORA2A affects individual alpha power, while a direct modulatory effect via adenosine A1 adenosine receptors in females is suggested.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/196850/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | A genetic variation in the adenosine A2A receptor gene contributes to variability in oscillatory alpha power in wake and sleep EEG and A1 adenosine receptor availability in the human brain | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 23 August 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | NeuroImage | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 280 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1016/j.neuroimage.2023.120345 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | p. 120345 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Elsevier | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1053-8119 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Adenosine receptor, EEG, Alpha power, ADORA2A, Human, Positron emission tomography, [18F]CPFPX, Sleep-wake regulation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | other | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R - no assignment | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - no assignment, L - Human Factors | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Aerospace Medicine > Sleep and Human Factors Research | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Sender, Alina | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 30 Aug 2023 10:12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 30 Aug 2023 10:12 |
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