轻度认知障碍患者中被破坏的能量景观:来自网络控制理论的见解

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 系统生物学 系统生物学
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 轻度认知障碍 (MCI) 是认知衰退的早期阶段,其特点是大脑结构和功能障碍.
• 了解大脑结构和功能之间的相互作用对于开发有效的MCI干预措施至关重要.
• 网络控制理论 (NCT) 提供了一种多模式方法,通过整合功能活动和结构连接来分析大脑能量景观.

研究的目的:

• 调查MCI和健康对照 (HC) 个体之间大脑能量格局的差异.
• 探索MCI中大脑过渡能量 (TE),和神经退行性标记物 (粉样β和) 之间的关系.

主要方法:

• 功能性MRI (fMRI) 和PET成像用于55名MCI患者和499名HC患者.
• 从fMRI数据中,K-means集群识别了来自fMRI数据的重复性脑活动状态.
• 网络控制理论 (NCT) 计算了状态之间的过渡能量 (TE). 测量了,粉样β (Aβ) 和沉积. 线性模型比较了组之间的TE和,并评估了与Aβ和tau的关联.

主要成果:

• 与HC相比,MCI患者在边缘网络中表现出较低的过渡能量 (TE) (调整后p=0.028).
• 在MCI患者中,全球显著降低 (p=7.29e-7).
• 发现TE与前端对称网络中的 (p=7.03e-3) 之间存在正相关性,而增加的全球Aβ与MCI中更高的全球相关 (p=0.041).

结论:

• 下边缘网络TE在MCI中可能反映神经退行或补偿功能上调.
• 改变的大脑能量格局,以减少TE和为特征,在早期认知障碍中很明显.
• 包括阿尔茨海默病 (AD) 患者在内的进一步研究是必要的,以充分描述跨认知衰退阶段的能量景观变化.