В наше время, по мере того, как продолжительность жизни увеличивается, нейро-дегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера (БА), представляют большую проблему для улучшения качества жизни. И сейчас одной из неотложных задач неврологов является выявление БА на ранних стадиях. Поскольку современные методы лечения и профилактики нацелены на ранние и предсимптомные стадии, исследования, проводимые с целью выявления возможных биомаркеров, особенно с использованием неинвазивных подходов, имеют важное значение.
В течение примерно десятилетия, исследования неинвазивных методов сосредоточены на функциональной связности состояния покоя и эффективной связности неврологических расстройств. Полученные данные свидетельствуют о том, что искажения в нейронных сетях имеют закономерности и последовательности. Таким образом, цель такого исследования состоит в проведении пробных изысканий, чтобы найти отличительный агент для различения пациентов с БА, пациентов с легкими когнитивными нарушениями (ЛКН) и разделения их друг от друга путем сравнения их функциональных нейронных сетей связи.
В этом контексте, данные МРТ пяти пожилых людей с болезнью Альцгеймера, шести пациентов с легкими когнитивными расстройствами , и пяти человек контрольной группы (со средним возрастом 68 лет) записываются, пока они выполняют специально подобранную звуковую задачу. Сбор данных осуществляется с помощью взвешенной по T2* последовательности GRE-EPI (1,5 T, TR 2400 ms, TE 50 ms, 26 аксиальных срезов, толщина среза 4 мм, без зазора между срезами, матрица 64 × 64, FOV 230 мм) с динамикой 275 (плюс две дополнительные динамики для намагничивания тканей в устойчивом состоянии). Для анатомического сканирования высокого разрешения используется T1-взвешенная последовательность MPRAGE (размер ячейки 1,25×1,25 мм × 1,25 мм × 1,2 мм; 130 срезов; FOV 240 мм). В слуховой задаче, дающейся во время исследования, оптимизация выполняется для взаимного стимула (среднее значение 2.2 с и мин. 1.2 с).
В данном исследовании, этапы предварительной обработки включают получение срезов черепа (FreeSurfer v5.3.0 и BrainSuite V. 13a4), корректировку синхронизации срезов, коррекцию движения, регистрацию ядра, нормализацию и сглаживание, соответственно. Все этапы, кроме получение срезов черепа, выполняются через SPM12b и для нормализации был выбран алгоритм DARTEL. Для достижения поставленной цели, сети функциональной связности получают из данных функциональной МРТ с помощью группового независимого компонентного подхода (ICA) с использованием временной конкатенации предметных данных с помощью набора инструментов GIFT Toolbox от MIALab.
На первом этапе, по критерию минимальной длины описания и визуального осмотра, выбирается первоначальное количество компонентов, равное тридцати. Внутри панели инструментов для более стабильных компонентов выбран алгоритм ICASSO с Extended Infomax, а для получения соответствующих компонентов - алгоритм обратной реконструкции GICA3. В результате восемь различных сетевых групп, а именно: сеть внимания, слуховая сеть, мозжечок, сеть в стандартном режиме (DMN), фронтальная сеть, сенсорно-моторная сеть, визуальная сеть и неклассифицированная сеть, определяются путем визуального осмотра их пространственной связи с сетями в литературе: (Beckmann et al., 2005; Celone et al., 2006; Damoiseaux et al., 2006; 2006; Damoiseaux et al., 2006). Затем между группами статистически сравниваются пространственные карты компонентов и модуляции временных интервалов по заданию.
В групповых сравнениях обнаружены значительные различия между пространственными картами пациентов с когнитивными расстройствами и с болезнью Альцгеймера для небольшого количества вокселов (<5 вокселов) в области предклинья (с коррекцией FDR, р <0.05) в пользу пациентов с расстройствами. Это может свидетельствовать о том, что функциональная связанность в районе предклинья сильнее у пациентов с когнитивными расстройствами по сравнению с больными Альцгеймером, и это может быть связано с физиологией и атрофией тканей, связанной со стадиями заболевания. Однако, поскольку количество вокселей и объектов исследования ограничено, для получения более надежных результатов это исследование следует проводить на более крупной группе с более сильным аппаратом.
Для сенсорно-моторной сети и слуховой сети независимые от группы компоненты ЛКН показали более сильную модуляцию целевых звуков по сравнению со стандартными звуками (p 0.009) относительно контрольной группы. Более того, по сравнению с группой с БА, группа с легкими когнитивными расстройствами показала более сильную модуляцию для стандартных звуков в их внимательном сетевом компоненте (p <0.003). Что касается компонента мозжечка, контрольная группа показала более сильную модуляцию целевых звуков по сравнению с группой пациентов с ЛКН и БА (р <0.008). Кроме того, когда речь идет о целевых звуках и их временных производных, пациенты с ЛКН показали более сильную модуляцию по сравнению с пациентами с БА. В настоящее время, в литературе нет модуляций по изучению слуховых задач в отношении больных БА и ЛКН. Однако эти результаты имеют закономерность, которая может быть устранена атрофией тканей и механизмами компенсации тканевой атрофии. Для получения статистически более убедительных результатов необходимо увеличить количество субъектов и провести исследования продольных срезов для подтверждения прогрессирования заболевания.
