Alz Res Therapy：大脑功能网络变化，或可提前预测认知功能减退

由于缺乏有效的治疗方法，最近的研究集中在阿尔茨海默病（AD）的早期诊断上。主观认知能力下降（SCD），被认为是AD的风险状态，已经受到越来越多的关注。神经影像学技术已经被开发出来，用于识别AD早期阶段的非侵入性生物标志物。

由于功能连接（FC）的破坏出现在AD的最早阶段，FC已被认为是一个潜在的神经生物标志物，用于早期识别与AD病理生理学相关的功能改变。然而，以前的研究主要集中在静态FC（sFC），它应该是在静止状态下稳定的，尽管FC在成像期间是高度可变的。

动态FC（DFC）包含了大脑动态功能组织的信息，在过去几年中引起了越来越多的关注。此外，DFC与认知密切相关，可能是痴呆症的一个生物标志物。逐渐改变的DFC模式可以有效地追踪AD的认知损伤，DFC的破坏在轻度认知损伤（MCI）和AD中都能检测到。此外，以前的一项研究表明，DFC生物标志物可能代表了开发临床前靶向治疗干预的有用替代结果。

虽然DFC在痴呆症中的重要作用已逐渐被认识，但动态区域自发活动还没有被很好地探索。一些研究表明，低频静息态功能磁共振成像（fMRI）活动，如低频波动幅度（ALFF）或分数ALFF（fALFF）的量化，非常适合于测量认知能力，但ALFF或fALFF的动态模式是否与认知衰退有关仍不清楚。尽管有证据表明，区域自发神经活动与FC密切相关，但对ALFF/fALFF的动态模式与FC之间的关系以及这种关系是否与认知衰退有关知之甚少。

藉此， 广西中医院大学的Lingyan Liang等人，调查了SCD患者、MCI患者和健康对照组（HCs）记录的静息状态fMRI的反复动态fALFF（dfALFF）和DFC模式（即状态），以及每个状态的时间点百分比和这两类状态的每一对在所有时间点的共同出现情况。

他们假设dfALFF和DFC会表现出一些反复出现和并发的模式，这些模式在HC、SCD和MCI组中是不同的。因此，从动态区域活动和FC中发现的这些反复出现和并发的模式有可能成为诊断SCD和从SCD转化为MCI的神经影像学生物标志物。

他们分析了62名SCD患者、75名MCI患者和70名健康对照者（HCs）的静息态功能磁共振成像数据。使用滑动窗口和聚类（sliding-window and clustering）方法，从DFC和动态区域自发活动中识别出两类反复出现的大脑状态，这是由低频波动的动态分幅（dfALFF）测量的。然后，提取每个参与者的DFC或dfALFF状态的出现频率以及所有时间点中一对DFC和dfALFF状态的共同出现频率，以描述其动态脑模式。

他们发现了一些dfALFF和DFC的反复出现的状态，并进一步确定了这两类动态大脑状态（即dfALFF和DFC状态）的共同出现模式。

重要的是，默认模式网络（DMN）主导的DFC状态的发生频率在HCs和SCD患者之间有显著差异，而DMN主导的DFC状态和DMN主导的dfALFF状态的共同发生频率在SCD和MCI患者之间也有显著差异。

这两个动态特征都与Mini-Mental State Examination的分数明显正相关。

这个研究表明：基于fMRI的认知衰退的新的神经特征来自dfALFF和DFC的反复和并发模式，提供了强有力的证据支持SCD作为正常老化和MCI之间的过渡阶段。这一发现有可能通过dFC和dfALFF作为客观的神经影像生物标志物来区分SCD患者和HCs，这可能有助于早期诊断和干预阿尔茨海默病。

原文出处：
Liang L, Yuan Y, Wei Y, et al. Recurrent and concurrent patterns of regional BOLD dynamics and functional connectivity dynamics in cognitive decline. Alz Res Therapy. 2021;13(1):28. doi:10.1186/s13195-020-00764-6