Alzheimer’s & Dementia：新研究揭示老年认知障碍与抑郁症状的共同神经基础
20小时前 xiongjy MedSci原创 发表于陕西省
白质高信号和九个关键脑区节点与老年认知功能和抑郁症状相关。这些节点分布在默认模式网络、执行控制网络和突显网络中，表明这些网络在认知和情绪调节中的重要作用。
随着年龄的增长，认知功能下降和抑郁症状在老年人中常常同时出现，且两者之间存在许多共同的症状。然而，导致这两种症状的共同和独特神经机制尚不明确。本研究旨在通过临床、血液和神经影像数据，探讨老年人群中认知功能和抑郁症状的静息态神经影像标志物，特别是默认模式网络（DMN）、执行控制网络（ECN）和突显网络（SN）之间的连接变化。研究采用了机器学习方法，通过弹性网络回归模型，识别与认知功能和抑郁症状相关的特征，并在独立数据集上进行验证。
研究数据来自韩国生物银行项目中的慢性脑血管疾病与阿尔茨海默病研究（BICWALZS），共纳入343名老年人。参与者接受了全面的神经心理学和精神病学评估，包括认知功能评估（如MMSE）和抑郁症状评估（如MADRS）。血液样本用于检测血浆中的生物标志物，如磷酸化tau蛋白（p-tau217）和β-淀粉样蛋白（Aβ42）。所有参与者还进行了静息态功能磁共振成像（fMRI）扫描，以评估大脑网络的连接性。数据处理包括结构MRI和功能MRI的预处理，使用SPM12和MATLAB进行图像分割、标准化和功能连接矩阵的计算。研究通过弹性网络回归模型，结合临床、人口统计学和功能连接特征，分别预测认知功能和抑郁症状。
图1：研究流程图，展示了从选择目标节点到模型训练和验证的步骤
研究结果显示，白质高信号（WMH）是与认知功能和抑郁症状共同相关的最强预测因子。WMH负担越大，认知功能越差，抑郁症状越严重。此外，研究发现了九个与认知功能和抑郁症状共同相关的关键脑区节点，包括左侧杏仁核、左侧海马体、双侧腹侧被盖区（VTA）、双侧后扣带回、双侧前扣带回、双侧岛叶、双侧颞下回、双侧顶下回和双侧颞上回。这些节点分布在DMN、ECN和SN中，表明这些网络在认知和情绪调节中的重要作用。具体而言，认知功能下降与左侧杏仁核-双侧VTA、双侧前扣带回-右侧颞下回等连接的增加相关，而抑郁症状则与右侧杏仁核-双侧VTA、双侧后扣带回-左侧杏仁核等连接的减少相关。
研究还发现，仅依赖功能连接特征的模型在预测认知功能和抑郁症状时表现较差，表明功能连接特征本身不足以独立预测这些症状。相比之下，结合临床、人口统计学和功能连接特征的模型表现更好，特别是在预测抑郁症状时，模型的解释力更强。这可能是因为抑郁症状的异质性较大，且模型中包含了焦虑和认知功能等与抑郁相关的临床特征。
图2：预测MMSE的模型性能和相关连接图
研究结论表明，WMH和九个关键脑区节点是认知功能和抑郁症状的共同神经基础，尽管两者的具体连接模式不同。这些发现为理解老年认知功能障碍和抑郁症状的神经机制提供了新的见解，并为未来的干预措施提供了潜在的治疗靶点。例如，通过控制血压来减少WMH的发展，或通过经颅磁刺激（TMS）调节DMN、ECN和SN的连接，可能有助于改善老年人的认知和情绪健康。
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