作者:Chinta sidharthani博士评论:Lily Ramsey, llm2024年7月22日
一个庞大的结构公司网络大脑中的连接支持功能大脑内部的交流。Structural-functional-co连通性耦合(SFC)决定了解剖结构如何相互作用大脑中的连接支持神经活动或大脑通讯。
鉴于衰老、与年龄相关的认知损伤和老年人小血管疾病(SVD)发病率增加的相互联系，最近发表在《GeroScience》上的一项研究调查了认知能力、认知储备和SVD相关神经病变的变化如何影响老年人的SFC。
研究:结构-功能-co老化大脑的负性耦合。图片来源:Komsan Loonprom/Shutterstock.com
背景
结构网络由大脑内部复杂的解剖连接组成，支持器官的有效运作，包括大脑各部分之间的交流。
近年来对大脑结构与认知和行为之间关系的研究已经发现了可以联合分析大脑结构和功能网络的生物标志物。
SFC就是这样一种生物标志物，可以用来检查大脑中的解剖连接在多大程度上支持神经活动。
衰老与认知障碍的增加密切相关，尤其是那些与执行功能和记忆有关的障碍。
认知储备和功能的逐渐下降也可能与SVD发病率的增加有关，SVD通常会导致血管性痴呆和中风。SVD通常表现为凹窝、白质高信号、脑微出血和其他神经病变。
考虑到衰老导致的大脑结构变化与随后认知功能和储备的下降之间的联系，研究SFC如何与衰老、与SVD相关的神经病理以及认知储备和能力的变化相关，将是一件有趣的事情。
一个关于研究
在本研究中，研究人员检查了一组参加哈佛衰老脑研究的健康老年人，以研究sfc相关的变化与衰老、认知储备、认知能力和与SVD相关的神经病理。
与健康个体相比，阿尔茨海默病、双相情感障碍、癫痫、帕金森病和多发性硬化症患者的SFC水平较低，而无痴呆的认知障碍患者的全脑SFC水平较高。
然而，对于特定的大脑区域，观察到SFC的减少与疾病有关，这表明SFC的变化不仅取决于所研究的神经认知疾病，还取决于测量结构和功能通信之间耦合的尺度。
在目前的研究中，研究人员招募了62岁或以上的人，在迷你精神状态检查中得分为25分或以上，在痴呆评定量表中得分为0分，在测量老年抑郁症的量表中得分低于11分。
SVD的发生率由一名神经科学家和一名神经放射学家组成的小组根据SVD相关神经病理的表现进行评分。
基于T1和t2加权磁共振成像(MRI)扫描进行神经病理评分，如陷窝、血管周围间隙扩大和白质高信号。此外，敏感性加权成像用于确定脑微出血。
认知结果的年度评估使用一系列认知评估，之后使用MRI检查来构建大脑中的结构连接，并使用功能MRI来获得功能连接组或功能连接的综合图。
然后，研究人员将大脑的个别部分或包裹分配给12个功能性大脑集群，用于确定SFC以及大脑结构和功能网络内部和之间的模块性。
主要发现
研究发现，在调整性别、年龄和教育水平后，基于整个结构连接体和整个功能连接体的整体SFC，以及背侧注意和背外侧躯体运动脑簇的结构网络和功能网络之间的SFC，随着年龄的增长而下降。
此外，额顶叶和背外侧体运动网络之间的SFC也随着年龄的增长而下降。
此外，全脑水平的SFC随着认知评分的增加而下降，这表明健康老年人的认知可能是由不受结构连接强烈约束的认知过程决定的。
相比之下，认知能力恶化的老年人表现出更严格的结构-功能联系。
网络间sfc还显示出教育水平与svd相关神经病变(如脑微出血和白质高信号)之间的显著相互作用。然而，网络间的SFC与教育水平没有线性关系。
此外，在基底节区血管周围空间增大的健康老年人中，脾后颞叶网络和扣谷顶叶网络之间的网络间SFC比没有血管周围空间增大的老年人高。
鉴于已有研究报道了与基底神经节血管周围空间扩大相关的信息处理、语言、情景记忆和执行功能的下降，研究人员认为，这两个网络之间较高的SFC可能是防止svd相关神经病理学影响所必需的。
结论
总体而言，研究结果表明，全球范围的脑耦合与老年人的认知能力有关。
相反，在功能水平上，脑网络之间的脑耦合与认知储备有关，并受svd相关神经病变(如脑微出血和白质高信号)的调节。
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