心理所发现轻度认知损伤患者在工作记忆状态下表现出频率依赖的脑活动局部一致性异常澳门金沙30064在线网站

By admin in 科技中心 on 2019年9月22日

澳门金沙30064在线网站,轻度认知损伤(mild cognitive impairment,
MCI)被认为是正常老化到阿尔茨海默病之间的一种转换状态,超过一半的MCI会在5年内转为阿尔茨海默病。由于阿尔茨海默病是一种不可逆的神经退行性疾病,研究人员希望通过对MCI群体前临床痴呆阶段的研究,深入了解阿尔茨海默病的发病机制。前人研究提出了MCI的脑功能失连接假说,并发现其大脑局部和长程功能连接均存在异常。然而,尚未有研究在同一批MCI病人上探讨距离相关的局部至长程的功能连接异常模式。

轻度认知障碍(Mild Cognitive Impairment,
MCI)是介于正常老化和临床痴呆之间的过渡阶段,患者表现出与年龄和教育程度不相称的认知功能减退,但尚未达到痴呆诊断标准。已有研究发现MCI的工作记忆已经出现异常。先前对MCI工作记忆损伤的神经机制的研究主要聚焦于工作记忆任务下的脑激活模式异常,而没有关注MCI在工作记忆状态下的大脑网络异常。MCI在工作记忆状态下,可能不但有激活方面的异常,而且脑区之间的连接也可能存在受损。

中国科学院心理研究所行为科学重点实验室左西年研究组副研究员李会杰及其硕士研究生张一文与宣武医院开展合作,对遗忘型MCI病人大脑皮层距离相关的局部至长程功能连接异常模式进行研究。他们首先使用基于皮层的局部功能一致性算法对遗忘型MCI病人局部功能一致性异常进行研究,在此基础上使用组间差异显著的脑区为种子点,采用种子点功能连接的方法进一步对遗忘型MCI病人的全脑长程功能连接异常进行探讨。研究发现,遗忘型MCI病人局部连接下降的脑区主要位于右脑后扣带回,而局部连接上升的脑区主要位于左脑前中央回和左脑后中央沟;长程功能连接的结果表明,遗忘型MCI病人在右脑后扣带回与左脑后扣带回/楔前叶长程功能连接下降,而右脑后扣带回与左脑前中央回和双侧中央沟长程功能连接上升。研究同时发现,局部连接异常与长程功能连接异常之间存在显著的共变关系,且这一共变关系在遗忘型MCI病人与健康对照组中,呈现显著分离。由此发现遗忘型MCI病人长程功能连接增强与长时记忆存在显著的正相关。此研究发现的距离相关的遗忘型MCI功能连接异常模式对深入了解病理老化的发病机制具有重要意义。

中国科学院心理研究所心理健康重点实验室李娟研究组使用局部一致性作为指标,考察了MCI在相对于静息态的工作记忆状态下,大脑网络在不同震荡频段的损伤特征。局部一致性是杭州师范大学研究员臧玉峰和其同事于2004年提出的一种用于刻画静息态局部脑功能连接的指标,表征的是大脑中某个体素与其周围26个“邻居”之间随时间变化的相似性。以往研究发现大脑在不同振荡频率上受认知功能的影响不同。根据以往研究的分类,该研究在如下几个频段下考察MCI工作记忆状态的ReHo特征:slow-5
(0.01–0.027 Hz), slow-4 (0.027–0.073 Hz), slow-3 (0.073–0.198 Hz), and
slow-2 (0.198–0.25 Hz)。

该研究受科技部“973”课题(2015CB351702)、中科院青年创新促进会、国家自然基金委员会和北京市科学技术委员会资助。

结果发现,从静息态到工作记忆状态下,MCI和正常控制组老人的ReHo变化模式在不同频段上表现不同。在slow-3频段上,交互作用显著的区域出现在后扣带皮层上;而在slow-5频段上,交互作用显著的区域出现在右侧枕叶的底部、右侧丘脑、双侧前额叶、左侧和右侧额顶区域,以及右侧角回;slow-4和slow-2频段上没有显著区域。而且,从静息态到工作记忆状态,控制组老人中,属于默认网络区域的ReHo值是下降的,而属于注意网络区域的ReHo值是上升的。然而,这种模式在MCI中是相反的,并且相反的程度和工作记忆成绩呈现负相关,也就是MCI和控制组老人的ReHo变化模式差异越大,MCI的工作记忆成绩越低。另外,在静息态和工作记忆状态下,MCI和控制组老人在以上区域和其他脑区的功能连接也存在差异,控制组老人在工作记忆状态下连接网络更汇聚,而MCI的连接模式更分散。研究结果表明MCI在工作记忆状态下的大脑功能连接状态出现了和正常老人不同的模式,而且这种差异可能是导致其工作记忆任务受损的原因之一。

该研究已经在线发表于《老年神经生物学》(Neurobiology of Aging)期刊。

该研究首次对比了MCI在不同认知状态下的频率依赖的大脑网络局部一致性特征,从一个新的视角解释了MCI工作记忆损伤的神经机制,同时也扩展了对人类在不同认知状态下大脑活动模式差异的认识。

论文信息:Yi-Wen Zhang#, Zhi-Lian Zhao#, Zhi-Gang Qi, Yang Hu,
Yin-Shan Wang, Can Sheng, Yu Sun, Xiao-Ni Wang, Li-Li Jiang, Chao-Gan
Yan, Kun-Cheng Li*, Hui-Jie Li*, Xi-Nian Zuo. Local-to-remote
cortical connectivity in amnestic mild cognitive impairment.
2017.
Neurobiology of Aging.

该研究受国家自然科学基金等项目资助,相关文章已发表。

论文链接

论文信息:Wang, P., Li, R., Yu, J., Huang, Z., & Li, J. .
Frequency-Dependent Brain Regional Homogeneity Alterations in Patients
with Mild Cognitive Impairment during Working Memory State Relative to
Resting State.
Frontiers in Aging Neuroscience,8, 60.

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