Cerebral Cortex: 認知老化相關最新研究進展

2020-11-13 brainnews

近日，BABRI團隊在《CerebralCortex》雜誌發表了題為「Age-Related Decline in the TopologicalEfficiency of the Brain Structural Connectome and Cognitive Aging」的文章。本研究基於BABRI團隊多年收集的中國社區老年人大樣本腦影像資料庫，聚焦於大腦的正常老化，揭示了在正常老化過程中人腦結構連接組的拓撲結構隨年齡的改變模式，並探索了這些改變與老年人多種高級認知功能下降之間的關係。本文的共同第一作者是北京師範大學認知神經科學與學習國家重點實驗室的李馨老師，碩士生王野舟與博士生王文瀟，通訊作者是北京師範大學的張佔軍與舒妮老師。

研究概述：

人類正常衰老過程伴隨著大腦中廣泛的腦白質退行性變化，這可能是健康老年人多種高級認知功能下降的原因。在正常老化中，顯著受年齡影響的認知領域主要是記憶，注意力和執行功能。白質是大腦不同區域間信息通信的連接通路，藉助擴散磁共振成像（dMRI）技術，我們可以對活體人腦的白質結構進行重建和定量分析。而腦網絡建模和基於圖論的分析則為我們從全腦系統水平研究大腦的功能整合和分離提供了新的視角。


本文通過dMRI和纖維追蹤技術，在633名認知正常老年人群體中進行了基於圖論的人腦連接組分析，發現腦結構網絡的拓撲效率，模塊性和信息整合能力均隨年齡增長呈現出明顯的下降，尤其是在額葉，頂葉和顳上葉等區域。重要的是，通過研究年齡、腦網絡拓撲效率與認知之間的關係，發現網絡效率與老年人的注意力和執行功能顯著正相關，並且對這些認知功能與年齡之間的關係具有顯著的中介效應。進一步利用機器學習技術，發現人腦結構連接組的節點效率在預測老年個體的注意力和執行功能方面具有優異的表現。


本文的研究發現揭示了正常老化過程中人腦結構連接組的拓撲變化模式，為認知老化的個體預測提供了潛在的影像標記物，並為理解年齡、腦網絡拓撲效率以及認知老化之間的關係提供了新的見解。



來源：北師大腦與認知科學

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