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心理所揭示阿尔茨海默病及其高风险人群脑功能的大尺度脑网络关联
作者: 中国科学院行为科学重点实验室 左西年研究组 ║ 日期: 2014/11/24 

  阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种渐进性的神经退行性疾病,病人在记忆、执行功能等认知功能下降的同时还伴随着脑内淀粉样沉淀以及神经纤维缠结的增加,这些问题导致AD病人的日常生活能力严重下降。轻度认知损伤(mild cognitive impairment, MCI)是介于正常老化和AD之间的一种过渡状态,人们普遍认为MCI患者是AD的高风险人群,其主要特征是记忆等其他认知功能下降,但尚保持着正常的日常生活能力。脑功能成像是探索ADMCI认知功能下降的一种重要手段。传统的脑成像研究聚焦于探索执行某类特定认知任务时,ADMCI老年人相对健康老年人出现的特定脑区的激活异常,这类研究积累了大量的异常脑激活区数据。随着以脑连接组学为代表的系统神经科学的兴起,如何将已有的异常脑功能激活区研究数据与大尺度脑网络联系起来,对于我们理解各类疾病非常重要,其结果也将在临床AD早期监测和预防中发挥着越来越重要的作用。 

  中科院行为科学重点实验室左西年研究组李会杰副研究员通过将传统元分析的脑激活异常图谱与人脑功能连接组学领域的人类脑功能网络图谱最新技术进行结合,从脑功能激活和脑功能网络变化两个层面探索了MCIAD的脑功能改变。MCIAD的元分析分别纳入了39篇和36篇基于任务功能磁共振成像的研究。元分析结果表明,MCIAD在大脑功能激活区出现了广泛的异常(图1)。将这些结果总结到人脑中的基本七大网络,我们发现:1)相对于健康老年人,MCI老年人在默认网络、额顶网络以及视觉网络的脑功能活动下降,而AD病人功能活动下降的脑功能网络则依次为视觉网络、默认网络和腹侧注意网络;2MCIAD病人在功能异常升高的网络中表现出了较高的相似性,两类人群中,超过90%的功能活动升高的网络分别为腹侧注意网络、额顶网络、默认网络和躯体运动网络(图2)。这些结果提示我们,MCIAD潜在的病理机制可能不同,而为了完成特定的认知任务,其大尺度脑功能网络的补偿机制相似,揭示了认知功能下降的神经网络变化分布,有助于在系统水平上评估大脑功能的病理老化。 

  该研究受国家自然科学基金(31000465811714098103002831221003,国家自然科学基金国际重大合作项目(81220108014)以及中科院“百人计划”暨重点部署项目(KSZD-EW-TZ-002)等资助,目前已在线发表于神经影像学领域排名第一的期刊Human Brain Mapping上。 

论文信息:Li HJ*, Hou XH, Yue CL, He Y, Zuo XN*. Toward systems neuroscience in mild cognitive impairment and Alzheimer's disease: A meta-analysis of 75 fMRI studies. Human Brain Mapping. 2014; DOI: 10.1002/hbm.22689 


1 MCIAD老人大脑认知功能活动升高或降低的脑区 


2 MCIAD病人在执行认知任务时脑功能异常的大尺度脑功能网络分布

 

 

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