旁扣带回网络与默认模式网络相关区域的结构与功能破坏差异模式:纵向证据揭示阿尔茨海默病连续体中的级联网络失调Differential patterns of structural and functional disruptions of PCN and DMN-related regions: longitudinal evidence reveals cascading network dysregulation across the ad continuum | EurekAlert!

环球医讯 / 认知障碍来源:www.eurekalert.org美国 - 英语2025-11-29 04:25:55 - 阅读时长3分钟 - 1301字
本研究通过分析阿尔茨海默病神经影像学计划(ADNI)中153名不同阶段患者的神经行为学和影像学数据,揭示了与楔前叶相关的旁扣带回网络(PCN)和默认模式网络(DMN)在阿尔茨海默病(AD)病程中的结构与功能异常变化规律。研究首次发现PCN相关区域的灰质体积减少和功能连接异常与认知功能下降、痴呆严重程度密切相关,且这些异常表现出阶段特异性,最初在AD患者中显现并逐渐影响轻度认知障碍患者,为区分早期临床前AD与轻度认知障碍提供了潜在生物标志物,对开发AD早期诊断工具和干预策略具有重要临床意义。
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旁扣带回网络与默认模式网络相关区域的结构与功能破坏差异模式:纵向证据揭示阿尔茨海默病连续体中的级联网络失调

阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease, AD)的临床特征表现为进行性认知功能下降、神经精神障碍以及社会功能和日常生活能力的退化。在AD的病程发展中,楔前叶(precuneus)是人类大脑中连接最为密集的枢纽区域之一。如最初的七网络模型所示,楔前叶本质上组织为两个功能相关的脑网络——默认模式网络(Default Mode Network, DMN)和中央执行网络(Central Executive Network, CEN)。

当人类皮层网络进一步细分为17个不同网络时,其中一个仍然是众所周知的DMN。另一个是Nicholas及其同事最近提出的"旁扣带回网络"(para-cingulate network, PCN)。PCN是CEN的一个旁扣带回子网络,与扣带回皮层和核心DMN相互连接,构成了一个高度相关的任务激活网络,完全位于楔前叶内。PCN包含七个特定区域,这些区域的激活与工作记忆的存储、检索和更新密切相关。此外,PCN还与各种内在驱动的动力学相关,例如自我参照处理、在特定任务环境中的决策和执行,以及监控内部感觉以优化表现。它在促进内外部刺激的整合并将它们与先验知识联系起来以指导后续行为方面占据战略位置。

作为与楔前叶密切相关的网络,PCN可能在认知过程中发挥关键作用。然而,在AD进展过程中的病理变化在很大程度上仍不为人所知。尽管楔前叶在AD发展中的关键作用已相对明确,但对于PCN功能障碍及其与DMN的相互作用如何导致AD的病理生理机制,人们知之甚少。

基于上述背景,我们纳入了来自ADNI队列(Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative,阿尔茨海默病神经影像学计划)的153名参与者的神经行为学和神经影像学数据,包括主观记忆障碍(SMC)、轻度认知障碍早期(EMCI)、轻度认知障碍晚期(LMCI)和阿尔茨海默病(AD)患者。我们的目标是研究AD病程中这两个与楔前叶相关的功能网络的变化,并考察这些阶段依赖性变化背后的时间效应,从而进一步阐明从AD临床前阶段向痴呆阶段过渡的神经退行性机制。在整合了来自五个参与者组的结构和功能影像以及行为数据后,我们将进行包括体素形态学分析(VBM)、功能连接、相关性和时间效应在内的广泛分析。

我们的研究为SMC、EMCI、LMCI和AD中与楔前叶密切相关的功能网络功能障碍的病理生理基础提供了重要的新见解。首次发现,PCN相关区域的灰质体积减少和功能连接异常与AD和LMCI患者的全局认知下降、痴呆严重程度和功能障碍相关。这些发现提示了AD谱系障碍干预的潜在神经调节靶点。此外,PCN区域的功能连接和结构异常表现出年龄依赖性,最初在AD中出现,并随着时间推移逐渐影响LMCI。我们提出,这种受损的组织模式可作为区分早期临床前AD与LMCI/AD的参考。我们的研究结果表明,PCN和DMN相关区域的结构和功能改变随着AD谱系障碍的严重程度而加剧,反映了疾病的进行性本质。总之,本研究有助于开发更有效的治疗策略和诊断工具,以应对AD及其临床前阶段。

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