阿尔茨海默病的动态脑功能网络拓扑特性及其病理基础研究

Alzheimer’s disease (AD) is a common neurodegenerative disease. The cause of AD and its preceding stage, mild cognitive impairment (MCI)， remains unknown. Biomarkers for early diagnosis is a key topic of AD research. Previous brain network studies based on resting-state functional magnetic resonance imaging (fMRI) have found significant changes of network topological parameters in patients with AD and MCI, demonstrating that AD is a syndrome of “disconnection”, but the dynamics of brain functional network is generally ignored. The current study will construct dynamic functional networks of AD, MCI and healthy controls, calculate and compare the topological characteristics among the 3 groups. We will also explore the relationship between network parameters and the morphological and cognitive measurements. Furthermore, combined with positron emission computed tomography (PET) data, we will analyze the relationship between dynamic network parameters and the burden of amyloid β, the neuropathological biomarker of AD. Our research would bring new perspectives to the understanding of the neural mechanism of AD and MCI, and may provide potential biomarkers for the early diagnosis of the diseases.

阿尔茨海默病（AD）是一种神经退行性疾病，其前驱期为轻度认知损害（MCI），两者病因尚不明确，其早期诊断指标仍是国内外研究重点。既往基于静息态功能磁共振成像（fMRI）的脑网络研究发现，AD和MCI患者的脑网络拓扑结构发生了显著改变，提示AD是一种失连接综合症，然而脑功能网络的动态特性及其潜在病理机制并未得到深入研究。本研究拟使用滑动窗法，利用静息态fMRI数据构建AD、MCI以及正常老人的动态脑功能网络，分析比较其拓扑特性，并考察脑网络属性与灰质结构、临床认知表现之间的关系。此外，本课题还将结合正电子发射计算机断层扫描成像数据，计算被试脑内淀粉样蛋白（Aβ）沉积状况，考察动态脑功能网络特性与Aβ神经病理负荷之间的关系，深入探索脑功能网络的潜在病理基础。本课题的研究结果有望揭示AD和MCI的神经网络特征，寻找潜在的影像学标记物，促进疾病的早期识别，并为理解AD相关神经生物机制带来新的视角。

阿尔茨海默病（AD）是一种神经退行性疾病，其前驱期为轻度认知损害（MCI），两者病因尚不明确，其早期诊断指标仍是国内外研究重点。既往基于静息态功能磁共振成像（fMRI）的脑网络研究发现，AD和MCI患者的脑网络拓扑结构发生了显著改变，提示AD是一种失连接综合症，然而脑功能网络的动态特性及其潜在病理机制并未得到深入研究。本研究拟使用滑动窗法，利用静息态fMRI数据构建AD、MCI以及正常老人的动态脑功能网络，分析比较其拓扑特性，并考察脑网络属性与灰质结构、临床认知表现之间的关系。此外，本课题还将结合正电子发射计算机断层扫描成像数据，计算被试脑内淀粉样蛋白（Aβ）沉积状况，考察动态脑功能网络特性与Aβ神经病理负荷之间的关系，深入探索脑功能网络的潜在病理基础。本课题的研究结果有望揭示AD和MCI的神经网络特征，寻找潜在的影像学标记物，促进疾病的早期识别，并为理解AD相关神经生物机制带来新的视角。