轻度认知障碍患者默认网络失连接与脑能量代谢的关联研究

Research on brain disconnection in Alzheimer's disease（AD） is now one of the focal issues in this field. More and more evidence indicated a common viewpoint that the rapid cognitive decline in AD patients was closely associated with disconnection among several brain regions, where default mode network (DMN) was of much concern. However, studies investigating the neurophysiological mechanism behind the disconnection in DMN were relatively few. To further explore this issue, we adopt resting-state fMRI and PET to identify the patterns of disconnection in DMN and brain metabolic activity during different AD pathological stages. Besides, we also established mathematical statistical models to confirm the relationship between DMN disconnection and brain metabolic activities, their contribution to cognitive behaviors, to finally integrate DMN connection and brain metabolism to be biomarkers in AD prediction. Our studies would not only expand understanding on the neuroimaging phenotypes of the disconnection theory and the neurophysiological mechanism of the DMN disconnection, but also provide strong grounds for exploration in AD neuroimaging biomarkers.

阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）患者脑区“失连接”的模式研究和机制探讨，已经成为当前AD研究的重要切入点。研究表明，AD患者认知功能的快速退化与其大脑多个脑区之间的失连接密切相关，而默认网络（default mode network, DMN）是AD中失连接最严重的功能网络。本项目拟通过静息态神经影像技术（resting state fMRI）及正电子发射计算机断层扫描成像技术（PET），观察在AD的临床早期轻度认知障碍阶段，大脑DMN的失连接状态和能量代谢的模式；通过运用数学统计模型，建立大脑DMN失连接与能量代谢的关联、探究二者与认知行为之间的关系，集成二者在AD病理过程中作为生物标记物的效用。本项目不仅拓展了AD“失连接”理论的神经影像表型，探索了DMN这一重要大脑功能网络的失连接的神经生理机制，更为探索AD的神经影像标记物方面提供重要依据。

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）患者脑区失连接的模式研究和机制探讨已经成为当前AD研究的重要切入点。研究表明AD患者认知功能的快速老化与大脑多个脑区之间的失连接密切相关，其中默认网络是AD中失连接最严重的功能网络。本项目主要研究内容包括：①轻度认知障碍患者静息态默认网络失连接特征；②轻度认知障碍患者脑内葡萄糖代谢改变的关键脑区；③轻度认知障碍患者默认网络功能连接与葡萄糖代谢的关系；④轻度认知障碍患者脑网络功能连接及葡萄糖代谢与认知表现的关系，结合默认网络连接和能量代谢损伤的关键区域，并与MCI改变的认知行为表现之间建立相关性，从而确定MCI阶段脑失连接、能量损伤的特异性生物标记物；⑤正常老化与病理老化对脑白质和脑灰质结构、脑结构网络、和对脑功能网络的影响。研究发现MCI老化能够影响老年人的认知功能岁时间变化的轨迹，同时这种认知老化的改变存在内在的神经病理学机制，主要体现在MCI老化会加重额叶和皮层下脑区的萎缩，并特异性损伤颞叶和边缘系统老化过程；MCI老化过程加重了其他脑区的额外损伤，并加重突显网络的老化过程；MCI老化加重了后背侧默认脑网络功能连接的异常。本项目通过中国人大样本人群，利用多模态脑影像学指标结合认知行为测验阐述了MCI老化与正常老化在认知老化过程中的变化异同。全面系统阐述MCI老化区别于正常老化的脑结构、脑功能、脑网络以及行为表现上的特征。对认知老化基础研究以及阿尔兹海默病的临床前期防治具有重要理论价值和现实意义。