一项针对阿尔茨海默病谱系人群的神经影像学研究发现,默认模式网络与背侧注意网络的活动之间出现减弱的负相关(即负向关联减弱),可预测认知衰退。这种负相关与认知衰退的关联并不依赖于教育水平——一种已知的认知衰退保护因素。该研究发表在《NeuroImage》期刊上。
阿尔茨海默病是一种进行性神经退行性疾病,主要影响记忆、思维和行为能力。作为痴呆症最常见的病因,其占比高达所有痴呆病例的70%。该疾病以脑内异常蛋白质的积聚为特征——包括β-淀粉样蛋白斑块和tau蛋白缠结——这些物质会破坏神经元之间的通讯。
随着时间推移,这些积聚物导致脑细胞死亡,引起学习和记忆关键区域(如海马体)的萎缩。早期症状表现为轻度健忘,随后逐渐恶化为严重记忆障碍。阿尔茨海默病的认知衰退不仅影响记忆,还波及推理能力、问题解决能力、语言功能及空间定向能力。
随着疾病进展,患者会出现定向障碍,难以辨认熟悉的人或地点,并在日常活动中遇到困难。情感和行为变化(如冷漠、易怒或焦虑)常伴随认知功能恶化。虽然年龄是最强风险因素,但遗传、心血管健康和生活方式也起重要作用。
研究作者迭戈-马丁·隆博尔多及其同事指出,异常蛋白质的积聚早在认知症状首次出现前数年便已开始。这意味着阿尔茨海默病存在漫长的无症状发展期。因此,开发在认知症状显现前早期检测疾病的方法至关重要。
研究者假设,阿尔茨海默病的一个早期指标可能是两个重要脑网络之间的负相关:默认模式网络和背侧注意网络。默认模式网络(DMN)是大脑在休息、白日梦或自我反思时活跃的神经网络;背侧注意网络(DAN)则参与目标导向的注意力活动,负责处理外部刺激并控制主动注意力。通常情况下,这两个网络的活动呈负相关,即一个网络活动增强时,另一个网络活动减弱,反之亦然。
研究人员分析了阿尔茨海默病神经影像学倡议(ADNI)旗下某数据集的182名个体的功能磁共振成像(fMRI)数据。ADNI是一项大型长期研究项目,致力于收集和共享临床、影像、遗传及生物标志物数据,以研究阿尔茨海默病的进展并改善早期诊断与治疗。受试者平均年龄约70岁,其中59%为男性。
作者根据受试者是否存在认知障碍及其脑内β-淀粉样蛋白沉积水平是否异常,将其分为四组。这种分类使研究者能够区分认知衰退和阿尔茨海默病进展的不同阶段。
结果显示,在同时存在认知障碍和脑内异常淀粉样蛋白斑块水平的组别中,DMN与DAN的负相关明显减弱。异常蛋白质的高浓度与认知障碍的组合表明,这些个体处于阿尔茨海默病高风险状态,或疾病已发展一段时间。
进一步分析表明,即使在考虑性别、年龄、教育程度和tau蛋白浓度(阿尔茨海默病患者脑内高浓度的另一类异常蛋白质)后,DMN-DAN负相关减弱仍能预测认知衰退。最值得注意的是,DMN-DAN负相关与认知衰退的关联不受教育水平影响。教育水平通常代表认知储备——即大脑通过调整神经通路以应对损伤和年龄相关变化的能力。认知储备被广泛认为是抵抗年龄相关认知衰退的保护因素。
研究作者总结道:"我们证实DMN与DAN负相关减弱与认知功能障碍机制相关,该机制独立于tau蛋白病理及认知衰退的韧性代偿因素(如认知储备)。结果还表明,存在一种独立于内侧颞叶皮层高级病理及认知衰退保护因素(如认知储备)的神经认知崩溃替代机制。"
该研究增进了对阿尔茨海默病神经基础的科学理解。然而,研究设计无法从结果中推导因果关系。因此,尚不清楚DMN-DAN负相关减弱究竟是阿尔茨海默病认知衰退的原因还是后果。
论文《默认模式网络与背侧注意网络的内在连接是阿尔茨海默病病理负担的独立功能性磁共振生物标志物》由迭戈-马丁·隆博尔多、克里斯蒂安·F·贝克曼及阿尔茨海默病神经影像学倡议团队撰写。
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