基于多模态磁共振成像研究计算机辅助认知训练干预改善主观认知下降（SCD）的神经机制

Alzheimer’s disease (AD) is a progressive neurodegenerative disease with the characteristics of advanced cognitive dysfunction. The early clinical cognitive prevention and the sensitive biomarker of the early efficacy evaluation are needed for AD. Subjective cognitive decline (SCD) in older adults is increasingly recognized as a potential indicator of non-normative cognitive decline and eventual progression to dementia. Given research supporting SCD as a risk factor for AD in some individuals, its importance in disease detection and prevention is highlighting. Computerized cognitive interventions can improve the cognitive performance in several neurological diseases. Our previous work has shown that functional magnetic resonance imaging (fMRI) is sensitive for detecting brain functional alteration before any alteration of brain microstructure. In this study, (1) SCD is served as an importance factor in dementia prevention. And the multi-mode MRI e.g., resting state functional MRI, diffusion tensor imaging, is used to find out the dynamic alterations in brain structure, resting state networks and cerebral blood flow, and its mechanism after computerized cognitive interventions in SCD; (2) In more depth, the multi-mode MRI and neuropsychological scales are used to explore the characteristics of brain structure, resting state networks and cerebral blood flow in different transformations (including cognitive improvement subjects and cognitive not improvement subjects) after computerized cognitive interventions in SCD; (3) Finally, we anticipate our studies can help to find a sensitive, specific functional and structural neuroimaging biomarker, for the early identification the efficacy of computerized cognitive interventions in SCD, and provide new ideas for the treatment choice of AD.

阿尔茨海默病（AD）是以进展性认知功能障碍为主要特征的中枢神经系统变性疾病。目前缺乏有效的认知改善手段及敏感、客观的认知转归评估方法。针对AD临床前期主观认知下降（SCD）监测和干预具有临床实用价值。计算机辅助认知训练能改善认知功能。前期工作发现静息态脑功能磁共振成像（fMRI）敏感性高，能在脑结构改变之前检测出脑功能的改变；因此本研究拟（1）以SCD可以作为AD早期干预的一个时间切入点，借助多模态磁共振成像，全面而深入探索SCD认知训练干预前后关键脑区结构、脑网络及脑血流量的动态变化及其神经机制；（2）采用多模态磁共振技术结合神经心理量表探讨SCD受试者接受计算机辅助认知训练后，认知改善与认知无改善的大脑功能、结构、脑血流量变化；（3）利用（2）差异，借助多模态磁共振成像预测认知训练干预SCD效果。预期能为AD早期认知干预提供确切神经影像学证据，并为临床AD治疗选择提供新思路。

研究分为三部分，利用ALFF法分别对APOEε4携带和非携带的SCD患者和正常志愿者进行研究，探讨APOEε4等位基因状态对SCD患者脑自发活动的影响；对SCD患者的脑自发活动进行动态性分析，并与MCI、NC进行比较，探讨SCD患者rs-fMRI参数动态性及一致性动态特征的改变；采用大尺度脑功能网络的研究方法探索衰老过程中各功能网络内、网络间功能连接的变化模式以及APOE基因多态性对其影响。. 我们的研究确定了SCD患者的脑自发活动存在异常，提示SCD患者脑功能存在损伤，APOE ε4基因携带对SCD患者脑功能改变存在交互作用，APOE ε4基因携带的SCD患者部分脑区活动仍存在代偿；另外，SCD可以引起部分脑区活动的动态性减低，提示SCD患者局部脑区活动的灵活性降低，从而对记忆编码相关的高效、快速活动适应性减低；同时SCD部分脑区参数间一致性水平增高，提示这些脑区的功能整合能力增高，提示SCD阶段患者的脑活动存在代偿。更进一步，我们确定了大脑中DAN、DMN、SAN及CON等网络间连通性和注意、执行能力显著相关，推测在人脑认知功能衰退的早期阶段，神经网络通过DAN/CON-DMN-SAN网络环路的动态调控来维持注意力、执行力等多种认知功能平衡，而APOE ε4等位基因影响神经认知老化过程中神经活动，尤其是DMN-SAN网络间一致性减弱可能是维持认知正常的补偿机制。APOE ε4等位基因调控下的脑网络老化具有一定的性别偏移，女性CON网络受影响较大。我们的研究对于帮助探索脑老化轨迹在AD疾病的早期阶段识别正常人具有重要意义。本研究立足于临床，对AD前期主观认知下降进行了研究，研究团队广泛参考国内外前沿进展，设计了严谨的研究流程，制定了周密详实的研究计划，采用了先进的影像技术，对SCD的脑功能神经机制的科学问题进行了深入探索。所获得的研究结果具有较高的临床应用价值，为临床上研究AD疾病的发生发展提供了参考依据。