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J Neurosci:大脑网络功能障碍可能是阿尔兹海默症诊断和疾病风险评估中一个有价值的标志

发布:2023-11-23    浏览:59 次

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老龄化是阿尔兹海默症(AD)的最大风险因素。65岁以后,AD患病率每5年翻一番。AD的特征是广泛的认知困难,包括记忆、执行功能、感觉和运动处理等方面存在缺陷。该疾病的临床表现被假设为多个分布式和功能专门化的脑系统失效的结果,这些系统在一个大规模的脑网络中相互连接。更深入地了解这些脑网络变化,并确定它们与伴随典型衰老的脑网络变化有何不同,是建立AD相关脑和认知功能障碍的病因学的关键步骤。


2023年11月15日,德克萨斯大学达拉斯生命长寿中心(AVL)Ziwei Zhang博士Gagan S. Wig博士及其研究团队在Journal of Neuroscience(IF=5.3)上发表了题为“Dissociable Effects of Alzheimer's Disease-Related Cognitive Dysfunction and Aging on Functional Brain Network Segregation”的文章,该研究发现AD的严重程度与静息态脑系统分离的减少独立相关。不管是否存在淀粉样蛋白负荷或AD相关的遗传风险,痴呆严重程度相关的脑网络改变都是明显的。这些结果表明,通过检查大规模静息态脑网络的变化,可以解开衰老和AD相关的脑功能障碍,并且功能性网络组织可以为AD表征和分期提供有价值的参考。


在这项研究中,研究人员调查了年龄和阿尔兹海默症的严重程度对静息状态大脑系统分离的影响,这是对大脑网络组织和完整性的一种衡量。研究纳入了阿尔兹海默症神经影像计划(ADNI)招募的326名认知健康和275名认知受损的被试,检查了静息状态下大脑系统分离中AD严重程度和参与者年龄之间的关系。研究小组发现,大脑网络(大脑中具有相似功能的相互连接的区域)中与阿尔兹海默症相关的变化,通常独立于与该疾病相关的其他因素,如淀粉样蛋白斑是当β-淀粉样蛋白质块聚集在一起时形成的。


静息状态下的大脑系统分离随着年龄和痴呆严重程度的变化而减少

一些阿尔兹默症伴随的大脑功能障碍,超出了记忆和注意力的范围,甚至在阿尔兹海默症诊断前的轻度认知障碍期间,都可能在很早就被发现。这种大脑网络功能障碍可能是表征阿尔兹海默症相关认知障碍的一种新方法,并为潜在的治疗提供了一个目标。研究人员一直在寻求量化阿尔兹海默症功能障碍的其他方法。

一个多世纪以来,神经科学家根据功能区分大脑区域。其中一些网络控制感觉或运动操作,而其他关联系统整合并保留这些信息,并监督注意力、记忆和语言。这种区别可能在区分健康老化和阿尔兹海默症退化方面发挥关键作用。在健康老龄化中,变化似乎主要集中在关联系统上。感觉和运动系统通常是稳定的。例如,一个80岁老人的大脑很可能在关联皮层有明显的萎缩,但可能有相对更多的视觉和听觉皮层保存下来。利用现有的大脑扫描数据,研究人员可以解释与年龄相关的大脑差异,并观察痴呆症严重程度的独特变化。通过探索这一点,研究人员发现恶化的阿尔兹海默症不仅与关联系统的改变有关,还与感觉和运动系统有关。


的严重程度和年龄与感觉运动系统和联想系统的分离表现出不同的关系

阿尔兹海默症中受影响的网络互动比健康老龄化影响的群体更广泛在没有表现出任何认知障碍的老年人中,互动的改变主要发生在执行类似功能的大脑区域之间,或者大脑系统内部。然而,在被诊断患有阿尔兹海默症的患者中,执行不同功能(如视觉处理和记忆)的区域之间的相互作用也发生了改变。神经科学家一直在努力解释为什么有些人可能患有典型的阿尔兹海默症,但似乎在认知上不受影响。


新的发现表明,该疾病带来的认知功能障碍可能与功能网络变化有关,这些变化可能与淀粉样蛋白水平无关这些观察为识别在阿尔兹海默症和其他形式的痴呆症早期最受影响的行为缺陷类型提供了重要线索。随着研究继续完善基于大脑网络的阿尔兹海默症生物标志物,研究人员正在研究一种新的、独特的信息来源,以帮助阿尔兹海默症的诊断和测量健康个体的疾病风险。


参考文献
Zhang Z, Chan MY, Han L, Carreno CA, Winter-Nelson E, Wig GS; Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI). Dissociable Effects of Alzheimer's Disease-Related Cognitive Dysfunction and Aging on Functional Brain Network Segregation. J Neurosci. 2023 Nov 15;43(46):7879-7892. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0579-23.2023. Epub 2023 Sep 15. PMID: 37714710; PMCID: PMC10648516.

资讯来源

https://neurosciencenews.com/alzheimers-network-memory-25232/


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编译:褚   凡

校审:展琳琳


全文完

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