大象城南
(2022-07-10 09:35):
#paper doi:10.1016/j.ymeth.2022.06.001 Methods, 2022. Structural and functional connectivity abnormalities of the default mode network in patients with Alzheimer's disease and mild cognitive impairment within two independent阿尔茨海默病 (AD) 是一种以进行性痴呆为特征的慢性神经退行性疾病，遗忘性轻度认知障碍 (aMCI) 已被定义为正常衰老和 AD 之间的过渡阶段。越来越多的证据表明，默认模式网络 (DMN) 中改变的功能连接 (FC) 和结构连接 (SC) 是 AD 的突出标志。然而，DMN 的 SC 和 FC 变化之间的关系尚不清楚。在本研究中，我们利用功能性磁共振成像 (fMRI) 和弥散加权成像 (DWI) 数据导出了 DMN 的 FC 和 SC 矩阵，并在 120 名参与者（39 名正常对照）的发现数据集中进一步评估了 FC 和 SC 异常, 34 名 aMCI 患者和 47 名 AD 患者), 以及 122 名参与者（43 名正常对照、37 名 aMCI 患者和 42 名 AD 患者）的复制数据集。在发现数据集中的 aMCI 和 AD 组患者的 DMN 成分（例如，后扣带皮层 (PCC)、内侧前额叶皮层 (mPFC) 和海马）中发现了中断的 SC 和 FC；在复制数据集中也发现了大部分中断的连接。更重要的是，一些 SC 和 FC 元素与 aMCI 和 AD 患者的认知能力显着相关。此外，我们发现 aMCI 和 AD 组患者的 PCC 和右侧海马体之间存在结构-功能脱钩。这些关于神经退行性队列中 DMN 连接性改变的发现加深了我们对 AD 病理生理机制的理解。37 名 aMCI 患者和 42 名 AD 患者）。在发现数据集中的 aMCI 和 AD 组患者的 DMN 成分（例如，后扣带皮层 (PCC)、内侧前额叶皮层 (mPFC) 和海马）中发现了中断的 SC 和 FC；在复制数据集中也发现了大部分中断的连接。更重要的是，一些 SC 和 FC 元素与 aMCI 和 AD 患者的认知能力显着相关。此外，我们发现 aMCI 和 AD 组患者的 PCC 和右侧海马体之间存在结构-功能脱钩。这些关于神经退行性队列中 DMN 连接性改变的发现加深了我们对 AD 病理生理机制的理解。37 名 aMCI 患者和 42 名 AD 患者）。在发现数据集中的 aMCI 和 AD 组患者的 DMN 成分（例如，后扣带皮层 (PCC)、内侧前额叶皮层 (mPFC) 和海马）中发现了中断的 SC 和 FC；在复制数据集中也发现了大部分中断的连接。更重要的是，一些 SC 和 FC 元素与 aMCI 和 AD 患者的认知能力显着相关。此外，我们发现 aMCI 和 AD 组患者的 PCC 和右侧海马体之间存在结构-功能脱钩。这些关于神经退行性队列中 DMN 连接性改变的发现加深了我们对 AD 病理生理机制的理解。发现数据集中 aMCI 和 AD 组患者的后扣带皮层 (PCC)、内侧前额叶皮层 (mPFC) 和海马体；在复制数据集中也发现了大部分中断的连接。更重要的是，一些 SC 和 FC 元素与 aMCI 和 AD 患者的认知能力显着相关。此外，我们发现 aMCI 和 AD 组患者的 PCC 和右侧海马体之间存在结构-功能脱钩。这些关于神经退行性队列中 DMN 连接性改变的发现加深了我们对 AD 病理生理机制的理解。发现数据集中 aMCI 和 AD 组患者的后扣带皮层 (PCC)、内侧前额叶皮层 (mPFC) 和海马体；在复制数据集中也发现了大部分中断的连接。更重要的是，一些 SC 和 FC 元素与 aMCI 和 AD 患者的认知能力显着相关。此外，我们发现 aMCI 和 AD 组患者的 PCC 和右侧海马体之间存在结构-功能脱钩。这些关于神经退行性队列中 DMN 连接性改变的发现加深了我们对 AD 病理生理机制的理解。在复制数据集中也发现了大部分中断的连接。更重要的是，一些 SC 和 FC 元素与 aMCI 和 AD 患者的认知能力显着相关。此外，我们发现 aMCI 和 AD 组患者的 PCC 和右侧海马体之间存在结构-功能脱钩。这些关于神经退行性队列中 DMN 连接性改变的发现加深了我们对 AD 病理生理机制的理解。在复制数据集中也发现了大部分中断的连接。更重要的是，一些 SC 和 FC 元素与 aMCI 和 AD 患者的认知能力显着相关。此外，我们发现 aMCI 和 AD 组患者的 PCC 和右侧海马体之间存在结构-功能脱钩。这些关于神经退行性队列中 DMN 连接性改变的发现加深了我们对 AD 病理生理机制的理解。
Structural and functional connectivity abnormalities of the default mode network in patients with Alzheimer's disease and mild cognitive impairment within two independent datasets
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Abstract:
Alzheimer's disease (AD) is a chronic neurodegenerative disease characterized by progressive dementia, and amnestic mild cognitive impairment (aMCI) has been defined as a transitional stage between normal aging and AD. Accumulating evidence has shown that altered functional connectivity (FC) and structural connectivity (SC) in the default mode network (DMN) is the prominent hallmarks of AD. However, the relationship between the changes in SC and FC of the DMN is not yet clear. In the present study, we derived the FC and SC matrices of the DMN with functional magnetic resonance imaging (fMRI) and diffusion-weighted imaging (DWI) data and further assessed FC and SC abnormalities within a discovery dataset of 120 participants (39 normal controls, 34 patients with aMCI and 47 patients with AD), as well as a replication dataset of 122 participants (43 normal controls, 37 patients with aMCI and 42 patients with AD). Disrupted SC and FC were found among DMN components (e.g., the posterior cingulate cortex (PCC), medial prefrontal cortex (mPFC), and hippocampus) in patients in the aMCI and AD groups in the discovery dataset; most of the disrupted connections were also identified in the replication dataset. More importantly, some SC and FC elements were significantly correlated with the cognitive ability of patients with aMCI and AD. In addition, we found structural-functional decoupling between the PCC and the right hippocampus in patients in the aMCI and AD groups. These findings of the alteration of DMN connectivity in neurodegenerative cohorts deepen our understanding of the pathophysiological mechanisms of AD.
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Keywords: