Asocijacije između sposobnosti izvršne funkcije, slobodne vode i mikrostrukture bijele tvari u ranoj starosti, 1. dio

SAŽETAK

Pozadina:

Studije su istraživale mikrostrukturu bijele tvari o kognitivnim oštećenjima u kasnom dobu, uz mjere frakcijske anizotropije (FA) i srednje difuznosti (MD) za koje se smatra da obuhvataju demijelinizaciju i degradaciju aksona.

Kognitivno oštećenje u kasnoj životnoj dobi je simptom u kojem pamćenje ljudi postepeno opada, a njihova sposobnost razmišljanja postaje spora kako stare. Iako je ovo uobičajena pojava među starijim osobama, kognitivno oštećenje je mnogo rjeđe među ljudima koji su dobri u održavanju pozitivnog stava.

Razne studije su otkrile da je održavanje fizičkog i mentalnog zdravlja vrlo korisno za prevenciju i ublažavanje kognitivnih oštećenja u kasnijem životu. Konkretno, sljedeće tačke su veoma važne:

Prvo, budite zdravi. Fizička aktivnost i vježbanje ne samo da mogu učiniti tijelo zdravijim, nego što je još važnije, imaju veliki zaštitni učinak na kognitivne sposobnosti mozga. Stoga, umjereno vježbanje i fizička aktivnost mogu pomoći ljudima da održe mentalnu jasnoću i fizičko zdravlje u kasnijim godinama, te spriječe kognitivna oštećenja prije nego što se pojave.

Drugo, usvojite pozitivan stav. Žalbe i negativne misli nesumnjivo štete fizičkom i mentalnom zdravlju. S druge strane, pozitivan stav i optimizam mogu značajno smanjiti rizik od kognitivnog oštećenja. Stoga se preporučuje da ljudi u poznim godinama učestvuju u više društvenih aktivnosti kako bi svoje razmišljanje održali aktivnim, a također mogu naučiti neke nove vještine za poboljšanje kognitivnog nivoa, kao što su jezik, muzika itd.

Treće, ishrana mora biti zdrava. Za starije osobe dijetalna ishrana je takođe izuzetno važna. Fokusiranje na dijetu s niskim udjelom masti, malo šećera, malo soli i puno proteina, te ishrana koja sadrži i voće i povrće i cjelovite žitarice može zaštititi zdravlje tijela i mozga i smanjiti štetu uzrokovanu kognitivnim sposobnostima. bolešću.

Konačno, moramo biti jasni da je kognitivno oštećenje u kasnom životu bolest koja se može spriječiti samopromjenom i samokontrolom. Kroz gore navedene metode i prilagođavanja života, ljudi u poznim godinama mogu bolje steći životnu sreću i smanjiti rizik od kognitivnih oštećenja. Vidi se da moramo poboljšati pamćenje, a cistanche deserticola može značajno poboljšati pamćenje jer je cistanche deserticola tradicionalni kineski ljekoviti materijal koji ima mnogo jedinstvenih učinaka, od kojih je jedno poboljšanje pamćenja. Djelotvornost mljevenog mesa proizlazi iz različitih aktivnih sastojaka koje sadrži, uključujući kiselinu, polisaharide, flavonoide, itd. Ovi sastojci mogu promovirati zdravlje mozga na različite načine.

Kliknite na saznajte 10 načina za poboljšanje memorije

Međutim, nove metode naknadne obrade dozvoljavaju izolaciju slobodne vode (FW), koja hvata doprinose ekstracelularne tečnosti kao što su atrofija i neuroinflamacija, iz komponenti tkiva.

Čini se da je FW također vrlo relevantan za kognitivna oštećenja u kasnom životu. Ovdje smo procijenili da li su područja izvršnih funkcija povezana sa FW, te FA i MD korigirani za FW (FAFWcorr i MDFWcorr).

Metoda:

Ispitali smo 489 nedementnih muškaraca u Vijetnamskoj eri Twin Study of Aging (VETSA) u srednjoj dobi od 68 godina. Dva latentna faktora koji obuhvataju 'zajedničku izvršnu funkciju' i procese 'specifične za radnu memoriju' procijenjena su na osnovu 6 zadataka.

Analize su se fokusirale na 11 kortikalnih trakta bijele tvari kroz tri metrike: FW, FAFWcorr i MDFWcorr.

Rezultati:

Bolja 'zajednička izvršna funkcija' bila je povezana sa nižim FW u 9 od 11 trakta. Nije bilo značajnih povezanosti s intracelularnom metrikom nakon korekcije stope lažnog otkrivanja. Efekti su se takođe pojavili podstaknuti pojedincima sa MCI (13,7% uzorka).

Zadaci specifični za radnu memoriju pokazali su neke asocijacije na FAFWcorr, uključujući trokutasti dio donjeg frontalnog girusa. Nije bilo dokaza da je kognitivna rezerva (tj. opća kognitivna sposobnost procijenjena u ranoj odrasloj dobi) ublažila ove povezanosti između izvršne funkcije i FW ili FA.'

Diskusija:

Sposobnosti izvršne funkcije u ranoj starosti su povezane prvenstveno sa ekstracelularnom tečnošću (FW) za razliku od bele materije (FAFWcorr ili MDFWcorr). Analize umjerenosti sugeriraju da kognitivna rezerva ne igra značajnu ulogu u ovim asocijacijama, barem u ovom uzorku nedementnih muškaraca.

1. Uvod

Izvršne funkcije (EF) su kognitivne kontrolne sposobnosti koje reguliraju misao i djelovanje (Friedman i Miyake, 2017; Miyake i Friedman, 2012). EF su neke od prvih kognitivnih sposobnosti koje opadaju starenjem, pri čemu dolazi do stanjivanja korteksa u njihovim povezanim regijama mozga (Bakkour, Morris, Wolk i Dickerson, 2013; Buckner, 2004; Fjell et al., 2009; Huizinga, Dolan, & van der Molen, 2006.).

Nedostaci EF također su izraženi u ranim fazama Alchajmerove bolesti i blagog kognitivnog oštećenja (MCI; Baudic et al., 2006; Junquera et al., 2020; Kirova, Bays, & Lagalwar, 2015; Ramanan et al., 2017), što njihova studija od kritične važnosti za kognitivno starenje. Međutim, višestruka priroda EF-a ometa naše razumijevanje njihove povezanosti sa strukturom mozga.

Cilj ove studije bio je rasvijetliti neuralne supstrate EF u ranoj starosti (prosječna starost 68 godina) ispitivanjem povezanosti s mikrostrukturom bijele tvari uz istovremeno uzimanje u obzir slobodne vode (FW), ekstracelularne tekućine koja se može izolirati iz komentara tkiva u mjerama frakcijske anizotropija (FA) i srednja difuzivnost (MD) upotrebom tehnika postprocesiranja (Pasternak et al., 2009).

Štaviše, kako bismo unaprijedili naše razumijevanje moguće uloge kognitivne rezerve u ovim asocijacijama, procijenili smo da li su ove asocijacije moderirane općom kognitivnom sposobnošću mjerenom u mlađoj odrasloj dobi (prosječna starost 20 godina).

2. Okvir izvršne funkcije

EF-ovi hvataju heterogeni skup procesa, s mjerama koje obično uključuju testove prepotentne inhibicije odgovora, ažuriranja radne memorije i/ili promjene skupa zadataka (Miyake i Friedman, 2012; Miyakeet al., 2000).

Ovi EF procesi su umjereno do visoko povezani jedni s drugima, posebno na razini latentnog konstrukta (Friedmanet al., 2008; Gustavson et al., 2018b; Miyake et al., 2000; Vaughan & Giovanello, 2010).

Veoma utjecajan model – model jedinstva/raznolikosti – istaknuo je ovu uobičajenu varijaciju u višestrukim EF poddomenama i modelirao je kao latentni faktor „Zajedničkog EF“ (Friedmanet al., 2008; Gustavson et al., 2018b; Miyake i Friedman, 2012. ).

Opća varijansa koja se ogleda u Common EF predstavlja sposobnosti upravljanja ciljevima potrebne za pokretanje zadatka i ostvarivanje cilja usmjerenih akcija suočenih s drugim ometanjima (Friedman i Miyake, 2017; Miyake and Friedman, 2012), a ovaj model je pokazao dobro uklapanje u raspon uzoraka kroz životni vijek (Engelhardt et al., 2015; Freis et al., 2021; Friedman et al., 2016; Gustavson et al., 2018a).

U zavisnosti od dostupnosti podataka, drugi faktori su pogodni za hvatanje varijanse specifične za jednu EF poddomenu, a ne za druge (npr. varijansa specifična za radnu memoriju).

Varijanca specifična za radnu memoriju je od posebnog interesa jer je predloženo da odražava zatvaranje bazalnih ganglija (Friedman i Miyake, 2017), ali je također snažno genetski povezana s inteligencijom (Friedman et al., 2008; Gustavsonet al., 2022a). što sugerira da bi njegovi neuronski korelati mogli biti raspoređeni po mozgu.

U uzorku Vijetnamske ere Twin Study of Aging (VETSA) koji je ovdje analiziran, naš model EF uključuje Common EF i WorkingMemory-Specific faktore, od kojih oba pokazuju snažnu stabilnost u srednjim godinama (Gustavson et al., 2018a).

Longitudinalni pad Common EF faktora u prva tri talasa VETSA (prosječne starosti od 56 do 68 godina) također je povezan s višim rezultatima genetskog rizika za Alchajmerovu bolest (Gustavson et al., 2022b) i većim subjektivno-kognitivnim padom prema samoprocjeni u istom prozoru (Gustavson et al. al., 2021).

Ovi nalazi naglašavaju važnost proučavanja neuronskih korelata EF tokom tranzicije iz kasne srednje dobi u ranu starost.

3. Mjerenje mikrostrukture bijele tvari

Najčešći pokazatelji za procjenu mikrostrukture bijele tvari u studijama kognitivnog starenja su FA i MD.

FA kvantificira usmjerenu difuziju unutar datog voksela (sa višim FA koji odgovara jačoj usmjerenosti) i smatra se da predstavlja gustinu i koherentnost regiona bijele tvari.

MD predstavlja prosječnu difuzivnost molekula vode unutar voksela bez obzira na smjer i može odražavati smanjenje neuropila ili povećanje likvora (Alexander, Lee, Lazar, & Field, 2007; Clark et al., 2011; Selemon & Goldman-Rakic ,1999). Obično je bolja kognitivna funkcija povezana s višim FA i nižim MD (Bennett i Madden, 2014; Charlton et al., 2006; Mabbott et al., 2006).

Trendovi vezani za dob ukazuju na to da se FA povećava u ranoj odrasloj dobi prije nego što se smanjuje tokom ostatka životnog vijeka (Westlye et al., 2010.) pri čemu MD pokazuje suprotan obrazac (smanjuje se u ranoj odrasloj dobi prije nego što se povećava kasnije u životu).

Stoga se smatra da je smanjena FA u starijoj populaciji povezana s aksonalnom degradacijom i demijelinizacijom (Beaulieu, 2002) i sa kognitivnim padom normalnog starenja i AD (Bozzali et al., 2012; Cremerset al., 2016; Kennedy i Raz, 2009; et al., 2012).

Nasuprot tome, povećana MD u normalnom starenju i AD može odražavati smanjenje povećanja neuropilora u cerebrospinalnoj tekućini (Alexander et al., 2007; Clark et al., 2011; Selemon & Goldman-Rakic, 1999).

Važno je da nove tehnike post-procesiranja sada omogućavaju izolaciju ekstracelularne tečnosti (FW) od komponenti tkiva mikrostrukture bijele tvari (Pasternak et al., 2009).

Takve mjere daju mjere FA i MD koje su korigovane za FW i stoga fokusirane na unutarćelijsku difuziju (u daljem tekstu FAFWcorr i MDFWcorr). Osim toga, FW bi mogao biti koristan jer je povezan s objektivnim kognitivnim procjenama i kognitivnim promjenama (Archer et al., 2020.), samoopaženim kognitivnim padom (Archer et al., 2021.) i povišen je u MCI i AD (Maier-Hein et al., 2015) čak i nakon korekcije hiperintenziteta bijele tvari (Dumontet al., 2019).

Štaviše, čini se da takve kognitivne mjere nisu povezane s mjerama FAFWcorr i MDFWcorr (Archer et al., 2020), čime se povećava mogućnost da su raniji nalazi za FA i MD možda bili vođeni FW. Smatra se da FW mjere predstavljaju kombinaciju FW u ekstracelularnom prostoru i FW kontaminacije iz cerebrospinalne tekućine u susjednim vokselima.

Povećana FW također može ukazivati ​​na neuroinflamaciju, atrofiju ili razgradnju ćelijskih membrana mijelina (Dumont et al., 2019; Gullett et al., 2020; Pasternak, Shenton, & Westin, 2012). Stoga će njihovo kontinuirano proučavanje kognicije u srednjoj i ranoj starosti pomoći da se rasvijetli neurokognitivne promjene i rizik od AD.

4. Izvršna funkcija i mikrostruktura bijele tvari

U jednoj od rijetkih studija mlađih odraslih osoba koje su ispitivale mikrostrukturu bijele tvari korištenjem Common EF faktora, individualne razlike u Common EF bile su povezane sa većim FA u desnom gornjem uzdužnom fascikulusu (SLF). Ostavili su zračenje prednjeg talamusa (Smolker,Friedman, Hewitt i Banich, 2018). Specifičnost ažuriranja radne memorije nije bila povezana s mjerama mikrostrukture bijele tvari, a sposobnost pomicanja bila je povezana s MD u cijelom mozgu. Međutim, kao što je gore navedeno, nejasno je da li nalazi iz FA i MD mjera u ovom ranijem radu mogu biti vođeni FW.

Studije uzoraka starijih odraslih osoba koje su ispitivale povezanost između EF i FW imale su relativno visok udio osoba s MCI ili demencijom i fokusirale su se na EF kompozitne rezultate koji bacaju svjetlo na uobičajene, ali ne i specifične aspekte EF (Archer et al., 2020; Ji et al. ,2017; Maillard et al., 2019).

Na primjer, u studiji na 319 starijih odraslih osoba (M=72–73 godine; 49 % MCI), EF je bio povezan sa nižim FW u višestrukim kortikalnim traktovima bijele tvari uključujući forniks, inferiorni longitudinalni fascikulus, tapetum, uncinatni fascikulus, & cingulum snop, ali nije povezan sa FAFWcorr u tim istim traktovima (Archer et al., 2020).

Another study (M = 78 years; >50% MCI ili demencija) pokazalo je da su osnovni nivoi globalnog FW povezani s poprečnim i longitudinalnim promjenama u EF i epizodnoj memoriji, ali da FAFWcorr i MDFWcorr nisu bili povezani s EF ili memorijom (Maillard et al., 2019).

Konačno, kod pacijenata sa AD, FW je bio povezan sa EF u gotovo svim regijama bijele tvari, kao i sa nižim FA u bilateralnim frontalnim, parijetalnim i okcipitalnim vlaknima (Ji et al., 2017).

Ovi nalazi naglašavaju važnost direktnog modeliranja FW studija EF jer Uobičajeni EF može biti prvenstveno povezan s ekstracelularnom tekućinom (tj. FW), a ne s intracelularnom mikrostrukturom bijele tvari (tj. FA i MD), pri čemu se povezanost s FA uočava samo kod pacijenata sa demencija.

Mjere ekstracelularne difuzije su možda osjetljivije na suptilne razlike u strukturnom integritetu u odnosu na intracelularne mjere, stoga FW predstavlja posebno relevantnu mjeru za procjenu zdravlja mozga u ranoj starosti.

Osim toga, budući da su se studije fokusirale na kompozitne mjere, nisu ispitale da li se ove veze sa FW primjećuju za CommonEF u odnosu na druge specifične komponente EF (npr. specifične za radnu memoriju).

For more information:1950477648nn@gamil.com