大脑表面微小浅层的褶皱可能为衰老和阿尔茨海默病对脑结构及认知功能的影响提供新见解。发表于《神经科学杂志》的新研究发现，这些被称为三级脑沟的小型凹陷结构在老年人和阿尔茨海默病患者中表现出比深层主要脑回更显著的皮质变薄现象。特别值得关注的是，某些脑沟的变薄程度与记忆和执行功能衰退密切相关。
阿尔茨海默病是一种以进行性记忆丧失和认知障碍为特征的神经退行性疾病。研究人员长期致力于探索这种退化的特定脑部变化。研究焦点聚焦于大脑皮层——大脑外层具有复杂沟回结构的区域，这些由脑回（凸起）和脑沟（凹陷）组成的结构不仅具有结构性意义，还与脑功能和发育密切相关。尽管大型脑沟与衰老和阿尔茨海默病的关系已被广泛研究，但小型且具有个体差异性的脑沟研究相对匮乏。
新研究聚焦于后内侧皮层区域（PMC）的小型脑沟，该区域包含楔前叶和后扣带皮层，是记忆和其他认知过程的关键区域，同时也是淀粉样蛋白和tau蛋白积累最早发生的脑区——这两种蛋白质堆积是阿尔茨海默病的标志性特征。
由加州大学伯克利分校科学家领导的研究团队使用高分辨率脑扫描技术，对216名成年人进行了脑沟研究。样本包括72名22-36岁年轻人、72名65-90岁认知健康的老年人，以及72名匹配年龄的阿尔茨海默病患者。所有参与者均接受了磁共振成像结构扫描，并进行了记忆和执行功能评估。
不同于常规的自动脑图谱研究方法，研究团队手动识别并标注了超过4000个脑沟结构。这种精细标注对研究目标的小型脑沟尤为重要，因为这些结构往往不会出现在标准脑模板或自动化图谱中。研究团队通过专业软件和参考图谱，由训练有素的专家对PMC区域的12个特定脑沟进行标注，其中部分是近年新发现的结构，尚未收录于标准解剖数据库。
研究通过计算每个脑沟的厚度和深度来测量脑结构变化，并在三个群体间进行比较。数据显示，随着年龄增长和疾病发展，皮质变薄现象显著，其中最小最浅的脑沟变化最为剧烈。例如，被称作边缘下沟（ifrms）和腹侧下脾沟（sspls-v）的两个脑沟，其变薄程度远超大型深层脑沟。这种现象在大脑两个半球均存在，右半球的部分比较中效应更为明显。
这些小型脑沟不仅显示出更大的萎缩程度，其结构完整性与认知表现的关联也更为紧密。通过统计模型识别记忆和执行功能的重要预测因素，研究人员发现某些脑沟（特别是右半球的）变薄与较低的认知评分显著相关。这些包括新发现的ifrms和sspls-v脑沟以及一些较大的经典脑沟。这种关联具有特异性，皮质厚度变化与认知衰退密切相关，而脑沟深度变化的预测能力相对较弱。
研究结果支持"发育晚消退早"的脑区退化假说。由于三级脑沟是脑发育最后形成的结构，且主要位于与高级认知相关的脑区，这些区域可能特别容易受到衰老和疾病的影响。这些脑沟的个体结构差异性和认知功能关联性，使其成为研究阿尔茨海默病个体化风险和复原力因素的重要靶标。
研究作者指出，这种个体水平的高精度方法有别于依赖群体平均数据的传统研究。通过手动标注每个参与者的脑沟结构，研究团队能够检测到可能被忽略的解剖学差异。这种关注个体差异的研究视角，有助于解释相同诊断患者认知衰退进程的个体差异。
该研究虽证实三级脑沟萎缩与认知衰退的关联，但仍存在局限性。由于采用人工标注方法，研究过程较为费时且样本量相对有限。此外，研究数据为横断面数据，仅反映单一时点的观察结果。未来需要纵向研究来验证这些脑沟在衰老和疾病进程中的变化轨迹。
另一个待解之谜是这些小型脑沟为何特别容易受损。有研究者推测，这些脑区富含长距离连接可能使其更易退化；也有观点认为其皮质层较薄的结构特征或靠近蛋白质堆积的初始位点是重要因素。未来利用尸检数据或先进成像技术的研究可能有助于阐明这些机制。
这项题为《定义被忽视结构揭示衰老与阿尔茨海默病中皮层与认知的新关联》的研究，由Samira A. Maboudian、Ethan H. Willbrand、Joseph P. Kelly、William J. Jagust、Kevin S. Weiner及阿尔茨海默病神经影像计划团队共同完成。
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