Aβ沉积在大脑老化与增加激活期间成功的记忆编码

文摘

调查的早期影响β-淀粉样蛋白(Aβ)神经功能,老年人正常对照组(nc,年龄58 - 97)进行扫描和匹兹堡化合物b(加以)正电子发射断层扫描(一个衡量Aβ)以及功能性磁共振成像(衡量大脑活动)在执行一个情景记忆编码的任务自然场景(也由年轻的nc;年龄18 - 30)。跨task-positive Aβ和激活之间的关系进行评估(区域激活随后记忆与遗忘的场景)和任务消极区域(区域禁用随后记住比忘记的场景)。重要的任务相关的激活是出现在一个分布式网络跨越腹外侧前额叶、侧枕,横向壁,后下颞皮质,海马和右侧海马旁/,而失活是出现在许多默认模式网络区域(后中的、内侧前额叶和侧颞顶皮层)。Task-positive激活加以+价格高而加以−主题,这激活呈正相关,记忆措施加以+主题。虽然任务失活不是加以+ nc,受损的失活是减少老和年轻的主题和与差任务内存性能之间的古老的学科。整体而言,这些结果表明,高度活化在情景记忆编码存在于数控与高Aβ老年人。

介绍

虽然β-淀粉样蛋白(Aβ)斑块的病因可能发挥作用在阿尔茨海默病(AD) (哈代和2002年阿;沃尔什和阿兹2007一般),这种病理观察老年人正常的大脑中控制(NC)个人在尸检(班尼特et al . 2006;Kok et al . 2009;萨瓦et al . 2009)。类似的结果与体内成像显示使用正电子发射断层扫描(PET)和匹兹堡化合物b(加以),能够量化的配体纤维Aβ斑块负担(莫里斯et al . 2010;罗et al . 2010)。这可能反映了广告发展的早期阶段,可能10年之间的延迟初始Aβ沉积和痴呆发病(斯珀林et al . 2011)。这个想法是由微妙的“广告”nc Aβ高负担的变化,如脑萎缩(迪克森et al . 2009;Mormino et al . 2009;Storandt et al . 2009;Chetelat et al . 2010;哦,等。2010;贝克尔et al . 2011)和认知能力下降(莫里斯et al . 2009;Villemagne et al . 2011)。然而,一些证据表明,认知储备过程可能修改Aβ和有害的下游效应之间的关系(Fotenos et al . 2008;Kemppainen et al . 2008;从et al . 2010)。这些因素可能使个人能够应付这个病理(2006年斯特恩)或者至少延长病理侮辱和认知障碍之间的延迟时间(杰克et al . 2010)。

许多功能性磁共振成像(fMRI)研究表明,激活老化增加(自己et al . 2002;Rosen et al . 2002;公园和Reuter-Lorenz 2009;de Chastelaine et al . 2011)以及人口的风险发展中广告(Bookheimer et al . 2000;迪克森et al . 2005;Trivedi et al . 2008)。这些研究结果通常解释为补偿病理反应,表明认知储备过程的神经基础。也有可能激活增加有害,反映神经效率的降低和/或dedifferientation (洛根et al . 2002;李等人。2006)。区分有益和有害的过程通常是由隔离期间激活成功的事件以及通过检查与内存的整体性能指标的关系。

研究这些过程在Aβ早期沉积的作用,老年人接受PIB-PET成像以及fMRI在偶然的户外场景的编码。一群年轻的对照组也参加了功能磁共振成像实验。与事件相关功能磁共振成像设计使隔离”随后的记忆效应”或激活成功编码的场景。此外,失活(随后记忆与遗忘的场景更大的失活)通常出现在“默认模式网络”(静),特别是后中的,内侧前额叶和侧颞顶皮层(Daselaar et al . 2004)。虽然以前的工作没有强调Aβ之间的关系和task-positive激活,中断的静nc Aβ负担高据报道在休息(海顿et al . 2009;Sheline et al . 2009;Mormino et al . 2011在情景记忆编码()和斯珀林et al . 2009;Vannini et al . 2011)。为此,当前研究的目的是探讨Aβ负担之间的关系,激活、失活,在老年认知数控科目。

材料和方法

主题招聘

五十老年数控的研究对象接受PIB-PET成像和功能磁共振成像在这项研究中,年轻数控的研究对象接受fMRI和17。资格要求所有数控受试者没有MRI矛盾,独立生活在社区里,细微精神状态检查(MMSE)≥26日正常在认知测试中的表现,没有神经或精神疾病,以及缺乏影响认知的主要医疗疾病和药物。五个老年人和年轻2排除由于试验高信任度的不足(< 20岁N= 3),数据采集的问题(N= 1),过度的运动(N= 2),在机会和内存性能水平(N= 1),导致总数45岁和15岁年轻的数控专业的数据分析。

神经心理测试

39岁数控受试者接受了详细的认知测试电池。减少这些数据,最大似然因素分析与方差极大旋转使用数据从一个大群349年完成认知正常受试者(年龄范围= 20 - 96,平均年龄= 58.2(22.8),意味着MMSE = 29.0(1.5),意味着教育= 16.8(2.1),133男性)接受相同的测试协议。以下措施进入了因子分析:精神控制,语言配对associates逻辑记忆和视觉复制品从韦氏记忆量表——I和II (韦氏1987向前/向后),数字和数字符号测试从韦氏成人智力量表——回忆和在加州言语学习学习试验测试(熟食店et al . 2000),波士顿命名测试(卡普兰et al . 1983),路径B - A (Reitan 1958)、FAS音韵流畅性(莱扎克1995正确),总在60年代Stroop干扰测试(维舍1986)。这个因素分析显示5个因素满足皇帝的标准(特征值> 1)和标签根据最高的神经心理学测试因素载荷(情景记忆、执行功能、工作记忆、视觉记忆、语义记忆;表1)。汤普森因素分数估计为每个主题(伯特和汤姆森1947),用于比较认知加以吸收和fMRI激活在旧科目。主题,经历了多个测试会话,认知测试的得分接近PET扫描日期中使用了因子分析(平均延迟和宠物之间最亲密的测试会话[3.0]4.4个月)。其余6老学科经历了不同的神经心理学电池和被排除在因子分析由于intersession不兼容(然而,神经心理测试对这些主题在这些科目,以确保正常使用)。

载脂蛋白E基因分型

血液样本的DNA老数控受试者对载脂蛋白E (APOE)多态性分析使用标准协议。对于统计对比组,受试者被一分为二的携带者和非E4等位基因。基因分型是用时3老数控科目。

PIB-PET收购

加以合成在劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)生物医学同位素设施使用协议和详细描述之前发表(马西斯et al . 2003;Mormino et al . 2009)。PIB-PET成像在LBNL使用ECAT确切执行人力资源PET扫描仪(德国西门子医疗系统,埃朗根)的3 d收购模式。10 - 15毫居里的加以注入一个肘前的静脉。动态采集帧得到如下:4×15日8×30日9×60,2×180,300×3×600年代(90分钟)。十分钟传输扫描每个加以扫描获得了衰减校正。过滤从幕后投影重建进行传输和发射数据来判断传输符合排放数据的每一帧。在偏差的情况下,传输图像coregistered向前,个别发射帧,然后将创建一个衰减校正文件特定于该位置。宠物数据重建使用有序子集期望最大化算法与加权衰减。图像平滑与4毫米高斯内核散射修正。

MRI收购

所有的受试者都接受MRI扫描在1.5 t LBNL Magnetom Avanto系统(西门子医疗系统)与12通道线圈在三重模式下运行。高分辨率的结构T₁三体积磁化准备快速梯度回波扫描(MP-RAGE、轴向收购、时间重复(TR)回波(TE) /时间/时间反演(TI) = 2110/3.58/1100女士,翻转角度= 15°,1.00×1.00毫米²在平面分辨率,1.00毫米厚度的50%)和一个低分辨率的结构T₁三在平面功能磁共振成像扫描收集(轴向收购,TR / TE = 591/10毫秒,翻转= 150°角,0.90×0.90毫米²在平面分辨率,3.40毫米厚度的15%)。功能磁共振成像扫描,4 $T 2 *$三gradient-echo回波平面图像(EPI)收集(28轴向片,TR / TE = 2200/50毫秒,翻转= 90°角,3.40×3.40毫米²在平面分辨率,3.40毫米厚度的15%)。

情景记忆范式

二百户外图像自然户外场景提出了4.4秒,和受试者被要求表明水是否出席任何点在图像的表示(收集/ 4 EPI扫描,50个场景和185 TRs EPI)。0到5 TRs固定(绿色十字丝黑色背景)被随机场景之间的混杂在一起,允许个人分离试验(平均interstimulus间隔= 3.46秒(3.01);戴尔1999)。postscan惊喜识别任务与所有刺激呈现在编码以及100年箔是用来评估性能和功能磁共振成像数据排序(有下半场最后刺激编码之间的延迟和postscan记忆测试的开始)。对于每一个目标和箔,受试者被要求“你看过这张照片,”和允许与1 4反应:反应高信任度是的,低是的,高信任度不,和低不。这个识别任务是自学,受试者被鼓励尽可能准确。总体任务的记忆性能评估与辨别力指数d',它使用信号检测理论比较识别准确性和假阳性。低的反应都是丢弃的计算d'的值。

PIB-PET处理

PIB-PET数据预处理使用SPM8软件包(http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm,最后于2011年8月15日通过)。重新加以帧对应的第一个20分钟平均,用于指导coregistration收购主体的结构磁共振成像扫描。分布体积比率(dvr)加以图像使用洛根创建图形分析帧对应于35 - 90分钟接受和小脑灰质蒙面参考地区使用FreeSurfer定义软件(洛根et al . 1996;Lopresti et al . 2005)。

结构磁共振成像处理

MP-RAGE扫描加工如前所述(Mormino et al . 2009)使用FreeSurfer版本4.5.0 (http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/去年访问2011年8月15日)获得感兴趣的区域(roi)在每个主题的本地空间(戴尔et al . 1999;费施尔et al . 2001,2002年;Segonne et al . 2004)。加以索引值被从前额叶平均加以DVR值派生,扣带、侧颞顶叶roi。

二分加以+和加以−组

旧数控受试者分为加以+和加以−团体基于截止值定义使用11个年轻数控受试者扫描PIB-PET没有证据加以吸收,因此大概Aβ-free (角等。2009年;Braak Del Tredici 2011)。七个年轻的主题与功能磁共振成像扫描这个年轻组的一部分(5男性,平均年龄= 24.5(3.4),意味着教育= 16.2 (1.9))。加以积极截止被定义为2个标准差(SDs)加以指数的平均值在年轻受试者(意味着= 1.04,SD = 0.02),导致值为1.08 (Mormino et al . 2011)。

功能磁共振成像处理

功能磁共振成像数据处理使用目前版本4.1.6 (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl,最后于2011年8月15日通过)。图像运动修正,高通滤波过滤(100年代),和平滑5毫米高斯内核。定义空间从功能磁共振成像空间转换到蒙特利尔神经学研究所(MNI)模板空间,采用多步注册过程。首先,从每个编码运行功能磁共振成像图像是线性注册主题的平面T₁结构图像使用7自由度(df)。平面T1形象被注册使用6 df高分辨率结构扫描。最后,高分辨率结构扫描非线性一致使用FNIRT标准MNI 152的大脑,和生成的参数被用来转换功能磁共振成像数据。

功能磁共振成像建模和更高级别的分析

fMRI试验分为4个类型(高信任度,低,高/低失误,和nonwater响应试验),由一个盒子函数建模时间4.4秒,并与标准伽马血流动力学响应函数的卷积。这些协变量以及相应的时间衍生品和6刚体运动调整参数,输入在一般线性模型预测fMRI信号强度。这种低水平分析分别完成每个编码运行(N= 4)对于每一个主题,然后结合在运行使用固定效应分析在每个主题。产生的对比和方差地图(对应于高信任度达到比错过)对所有年轻和年老受试者结转为例t以及随机效应模型来确定地区之间表现出显著差异条件下,共变内存性能(任务积极=更高的激活与也有失误;任务- =更高的失活和也有失误;阈值在z> 1.64集群的意义P= 0.01,纠正多个比较)。

峰选择激活和失活的一个示例t以及和用于创建球形roi(6毫米围绕选定的峰值坐标)。此外,海马ROI被屏蔽定义激活地图的结构上定义ROI Harvard-Oxford皮层下阿特拉斯。对比度值从球形峰值提取ROI以及海马ROI和用于测试效果的年龄(年轻与年老)和加以组(在旧的群体中,控制了年龄)。

统计分析

所有统计分析和情节都完成使用R版本2.11 (http://www.r-project.org/,最后于2011年8月15日通过)。组人口学变量上的差异决定的t测试连续变量和二分变量卡方测试。在旧的数控群体中,多重回归用于加以组织和认知之间的关系的措施以及fMRI激活(年龄)。组内之间的相关性认知措施和功能磁共振成像对比度值与斯皮尔曼秩相关性计算(年轻,所有旧,加以−老,并分别加以+老组;斯皮尔曼等级被用来解释小群体内部的)。P< 0.05被认为是显著的,和趋势P< 0.10被发现。

结果

群特征

组织特征中列出表2。旧主题教育明显多于年轻受试者主要还是学生(t= 2.78,P= 0.007);没有老和年轻的团体之间的性别差异。年轻受试者更准确比旧主题在水/不判断(91% vs . 85%;t=−4.18,P< 0.0001),有一个趋势更好的记忆识别精度(t= 1.38,P= 0.17)和更好的年轻人与老年人的记忆力表现主题(评估任务d';t= 1.68,P= 0.10)。没有年轻人和老年人之间的识别假阳性率差异科目。此外,年轻受试者更快的反应时间比水/不判断旧科目(1388与1863毫秒;t=−5.56,df = 58岁P< 0.0001)以及在postscan识别判断(1878与3174毫秒;t=−5.88,df = 58岁P< 0.0001)。

基于加以指数截止值为1.08,15旧nc列为加以+和30旧nc加以−。没有明显差异,年龄、教育、或性别之间加以+和加以−组。加以+百分之五十三的受试者APOE4运营商,而33%的加以−受试者APOE4运营商(这种差异不显著)。控制了年龄,之间没有明显关系加以地位和MMSE比语义记忆或者其他因素得分(加以−高于加以+;P= 0.014)。没有水/不准确性的差异,识别准确性或假阳性率,内存的整体性能评估d',或者反应时间之间的措施加以+和加以−科目。

任务在年轻和年老的激活和解除激活模式

一个示例t年轻和年老的测试对象所示相结合图1。发现任务激活(>也有失误)双边在腹外侧前额叶背外侧前额叶接壤(),侧枕/壁,后下时间,海马旁/海马体。失活(点击<错过)出现在双边内侧枕后中的,角,内侧前额叶,上级/背外侧前额叶和左中部/中央后皮质。创建task-positive roi,每个集群被选中的最高峰坐标(表3)。此外,额外task-positive ROI被屏蔽在海马体创建集群3×Harvard-Oxford皮层下阿特拉斯海马结构上定义ROI,导致对海马ROI 92体素的大小(736毫米³“RHip”)。创建任务消极roi (表4),最高峰为集群3和4。为集群5和6,当地最大的选择除了或而不是以来的最高峰峰值协调这些集群没有配合地区通常被认为是静的一部分。我们选择把重点放在DMN-typical地区由于以前的出版物强调这个网络和Aβ沉积之间的一致性。然而,后续voxelwise分析使检查所有地区无论标准用于选择roi。专门为集群,5,当地最大的内侧前额叶皮质(mPFC)被选中(一个区域通常与静而不是该集群的最高峰,在额叶杆。集群6,峰值坐标是在内侧枕叶皮质区,而一个局部最大值在楔前叶(因此,2 roi创建集群,“LOcc”和“Precun”)。roi从集群1和2没有选择这些地区超出了静。总的来说,这导致5 task-positive 5为后续任务消极roi分析。

随后的记忆效应之间的关系和Aβ旧主题

老年受试者显示激活而减少年轻受试者所有task-positive roi (P除了RHip ROI (< 0.01)P= 0.63)。控制了年龄,加以+ nc显示显著增加激活而加以−RHip nc (P= 0.011)和LOcc (P= 0.019),而这一趋势在ROcc (P= 0.058;图2)。是另外计算平均激活值在所有5 task-positive roi和明显不同加以+和加以−组(平均法;P= 0.012,图2)。类似的结果在控制了APOE基因位点(RHip:P= 0.026;LOcc:P= 0.073;ROcc:P= 0.082;平均法:P= 0.044)。

任务激活和行为之间的关系的措施

探索提高激活是否与认知过程有关,平均任务激活(在5 task-positive roi)与功能磁共振成像任务内存性能评估d'以及5因素分数来源于神经心理学收集在一个单独的数据从fMRI扫描(情景记忆、执行功能、工作记忆、视觉记忆、语义记忆)。由于重大协会加以+状态在旧主题,对比度值LOcc内和RHip roi也与认知相关措施加以+主题。

在整个旧集团内加以−主题,并在年轻的学科,没有平均任务激活和内存性能之间的关系或任何因素得分。内加以+主题,有显著关系平均任务激活和视觉记忆因素得分(ρ= 0.59,P= 0.035;图3)。此外,激活LOcc显著相关任务内存性能(ρ= 0.66,P= 0.007),而激活RHip与视觉记忆(ρ= 0.60;P= 0.031)加以+学科(表5和图3)。平均/区域激活和其余的因素之间的关系加以+学科内分数不重要。

与任务的关系失活

检查参数估计在试验类型的领域表现出了显著降低激活比错过点击显示所选任务消极区域显示大的失活在比错过相对于固定支安打(图4)。检查参数估计的差异在年轻人和老年人,重复测量方差分析与ROI和试验类型(点击率比错过)作为主题因素和组内主题因素之间以及群体之间的交互和类型进行了审判。这一分析显示主要影响ROI (F= 35.24,P< 0.001),试验类型(F= 22.29,P< 0.001)之间的交互以及趋势组和试验类型(F= 3.6149,P= 0.058)。配对t测试对比参数估计平均失活在5选择roi年轻和年老组分别显示更大的失活在年轻的(相对于也有失误P< 0.001)和旧组(P< 0.001)。组之间t测试显示更大的失活在年轻的和年老的科目支安打(P= 0.028),而没有区别观察之间的想念老和年轻的学科(P= 0.42)。因此,减少失活之间,也有失误中观察到我们的老集团是由减少的大小在支安打失活。

同样,直接比较热门和错过对比度值显示减少失活与年轻受试者相比,老在2/5检查roi (LOcc:P< 0.001;mPFC:P= 0.022)和平均值在所有5 roi(平均deact:P= 0.041)。没有效果加以对比结果状态和想念在个人任务消极roi或平均失活(图5)。

确保零结果加以状态和任务之间的失活并不是一个ROI选择的结果,一个使用排列进行了探索性voxelwise分析测试与目前的随机化(5000排列,http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/randomise/,最后于2011年8月15日通过限制为体素中重要的一个示例t以及的<错过)。结果被认为是重要的在一个自由的阈值P< 0.05,k= 50(未调整的)。这一分析未能揭示强有力的证据对淀粉样蛋白的作用在这群失活。在这个自由的阈值,有几个集群显示加以+减少失活而加以−主题,以及2集群显示减少失活在加以−而加以+主题(表6)。

任务之间的关系失活、认知和任务激活

尽管强烈影响Aβ任务消极地区不存在,不过我们试图确定在我们群失活与内存性能。失活测量计算的平均任务平均在5所选任务消极roi和与任务绩效分数以及5神经心理因素。所有旧的主题,有负相关关系的任务我内存性能(e。更好的性能,更失活;ρ=−0.34,P= 0.021),但是,这种关系没有达到意义老组分别检查(加以+只有:ρ=−0.36,P= 0.182;加以−只有:ρ=−0.31,P= 0.126)。没有明显关系平均失活和任务之间的任何因素得分或内存性能和失活在年轻的学科。

功能磁共振成像评估独立贡献任务内存性能(de Chastelaine et al . 2011),多元回归模型进行了平均任务消极和阳性对照值同时预测任务的记忆性能(在所有旧的主题以及进行加以+和加以−组分别)。这些模型显示一个独立失活对性能的影响在所有旧的对象(P= 0.038)以及趋势可分离的失活和激活任务内存性能的影响加以+主题(P= 0.091,P分别为= 0.099;这样有一个趋势减少失活任务消极地区独立的性能较差,虽然是task-positive激活增加的趋势是独立与更好的性能,表7)。

讨论

在这项研究中,我们年轻和老主题fMRI扫描而进行的现场编码,允许隔离与成功的记忆形成有关的大脑区域。与先前的研究一致,我们确定了区域显示更大的激活成功地记得和随后忘记场景双边在腹外侧前额叶,侧枕/壁,后下颞、右侧海马旁/海马体(task-positive地区)。此外,显著失活(点击<错过)出现静息地区(后中的、内侧前额叶和侧颞顶皮质)以及地区外静(双边内侧枕叶皮质区,优越/背外侧前额叶和左中部/中央后回)。task-positive地区年轻受试者显示更多的激活和失活任务消极地区与旧的主题。在旧的群体中,加以+主题活动增加task-positive地区表现而加以−老nc。此外,积极的任务激活更高和更好的记忆能力之间的关系加以+主题表明这些高度激活是有益的。虽然我们没有确定受损的失活的强有力的证据加以+主题,多重回归的方法显示趋势可分离的激活和失活对性能的影响在这一群体中,证明这些网络之间可能有独立的贡献性能加以+主题(这样更大的激活与更好的记忆性能和受损的失活与糟糕的记忆性能)。总体而言,我们的数据表明,高度task-positive激活加以+老学科有利于记忆性能和增加这些不直接相关的赤字在静息失活。

提高任务激活在加以+ nc可能反映了补偿过程

高架激活的模式加以+ NC科目是与先前的工作相符高架激活老年NC注定情景记忆下降(佩尔松et al . 2006;O ' brien et al . 2010)以及受试者的风险广告(Bookheimer et al . 2000;迪克森et al . 2005;Trivedi et al . 2008)。我们的研究结果提供直接支持先前的假设,这种hyperactivation可能是代偿反应潜在广告病理学。

这个实验的设计允许隔离成功激活特定的记忆。因此,task-positive增加我们在加以识别+ nc特别发生在成功的编码。此外,我们发现积极的任务激活记忆能力和高度之间的关系加以+主题。综上所述,这种模式意味着高度活化内加以+科目编码期间促进更好的内存的整体性能,超越了具体的扫描会议以来的关系被确定与一个独立的视觉记忆上执行一个单独的一天。

尽管潜在的这种影响的机制不清楚,存在大量潜在的解释。一种可能性是,多动可能反映了神经元的需求增加,抵消不利影响的Aβ发生在突触水平函数(2002年阿)。另一个可能性是加以+数控实现替代的上下文中处理策略Aβ-related功能下降。它已经表明,高度激活task-positive区域内有关深编码(弗莱彻et al . 2003)以及编码工作(犹太人的尊称et al . 2002实现的),它可能代表机制加以+主题在这个任务。而附带编码自然的设计使得它不太可能不同的编码策略被加以实现+主题,高度活化可能反映了这些机制在工作期间在线任务要求。目前实验的在线需求是一个基本的视觉搜索任务,受试者表示水是否在场。一个可能性是,加以+学科从事更深层次的处理在视觉搜索的展示场景和更深层次的处理是有利于成功的内存,而类似的加工水平是不必要的成功记忆加以−科目。有趣的是,枕叶皮层和海马仍相对自由Aβ沉积在广告开发(1991年Braak H和Braak E;需要et al . 2002),这表明这些地区可能在多通道补偿amyloid-induced障碍协会Aβ沉积十分敏感的区域。

提高任务激活可能会先于Aβ沉积

也有可能增加激活在这个网络早于Aβ沉积。支持这个方向的因果关系发现Aβ发布活动依赖(Cirrito et al . 2005),Aβ沉积发生在新陈代谢最活跃的大脑区域(Buckner et al . 2005;Vlassenko et al . 2011)。此外,最近的证据从一只老鼠模型的广告表明,神经元的大脑区域活动是预测随后容易受到Aβ沉积(Bero et al . 2011)。鉴于证据表明Aβ从突触前释放在突触囊泡的融合终端通过胞外分泌,可能hyperactivation task-positive地区直接导致Aβ沉积在多通道连接协会地区(Cirrito et al . 2005)。高度活化和行为之间的积极的人际关系我们确定措施表明,不过这个hyperactivation有利于这些人也许先前存在的局限性,需要更高的大脑活动正常的认知功能。因此,它是可能的,这个激活模式可能带来生命早期的优势,虽然在长期通过促进Aβ沉积有害。这是符合运营商的观察APOE4 allelle显示增加海马活化在情景记忆(EM)在20年代后期处理(Filippini et al . 2009),这可能是之前Aβ沉积开始(Kok et al . 2009)。虽然我们没有确定APOE基因位点之间的关系和激活,受试者的年龄使当前的研究不是很适合于检查前Aβ沉积的影响。研究涉及的事件时间序列通过调查年轻APOE运营商(大概之前Aβ沉积;蒙et al . 2007;Filippini et al . 2009)或纵向大脑活动前认知能力下降(大概伴随Aβ沉积;佩尔松et al . 2006;O ' brien et al . 2010)没有聚合显示一致的机制激活增加。淀粉样蛋白的结合与fMRI成像有助于解决这些事件的时间顺序通过直接测量潜在病理而不是依靠代理广告风险的标记。

失活在老化和受损与内存性能但不是Aβ

除了隔离task-positive区域,我们也调查任务消极区域显示更多失活在比也有失误。许多地区表现出这种行为属于静,在各种各样的外部驱动持续失效认知任务(Buckner et al . 2008)。任务消极地区还发现了在静息,即双边内侧枕、左背外侧PFC、中央回。这些non-DMN失活可能是一个具体的应对就业认知任务。例如,先前的研究采用随后记忆范式已经确定了失活在背外侧前额叶皮层(Daselaar et al . 2004),这可能反映了资源配置从这个区域组织和操作时没有参与在线任务要求(Blumenfeld Ranganath 2007)。与先前的研究一致,我们发现减少失活老而年轻的学科任务内存性能之间的关系以及失活在旧的对象(Morcom et al . 2003;Gutchess et al . 2005;Duverne et al . 2009;Kukolja et al . 2009;de Chastelaine et al . 2011)。

虽然我们确定一个老化对失活的影响成功的编码期间,我们没有发现一个强大的失活的失败和加以状态之间的关系。这个结果是不符合最近的一项研究调查Aβ老化(斯珀林et al . 2009)。有很多因素可能导致这种不一致。一种可能性是,额外的与衰老相关的因素导致失活,模糊Aβ和失活在老科目之间的关系。例如,楔前叶钝化作用已被证明与水平的多巴胺合成的老年人(Braskie et al . 2010),很可能与年龄相关的变化多巴胺系统与Aβ水平无关。未来的研究,同时测量多个与年龄相关的大脑的变化可能显示不同的贡献者受损老化失活。实验设计的差异也会导致零发现在我们的研究中。例如,斯珀林等人名脸配对在内对作为刺激,刺激和受试者要求编码任务。目前尚不清楚如何刺激差异和编码意图影响失活和Aβ负担衰老之间的关系。

尽管缺乏之间的关系加以状态和失活在我们老年群体,多重回归的方法显示趋势为可分离的任务积极和消极的影响网络内的性能加以+主题。虽然能够解决这个多元关系在当前分析大大样本量有限,未来的研究有更多的参与者将能够确定这些网络是否具有独立的贡献表现在高加以科目。

结论

在这项研究中,我们表明,增加激活task-positive地区Aβ负担有关认知正常的老年人控制。虽然这些增加激活潜在的机制仍不清楚,出现在成功的记忆编码和积极的人际关系与记忆能力的总体措施建议对个人有益Aβ高负担。能够引起补偿神经激活可能允许认知正常的老年人应对潜在的病理和延缓认知衰退的发生。也有可能加剧激活有直接的因果作用Aβ沉积年龄的人。

资金

美国国立卫生研究院(AG034570 AG032814)和阿尔茨海默氏症协会(禅- 08 - 87090)。

的利益冲突:没有宣布。

引用