초기 노년기의 실행 기능 능력, 자유수 및 백색질 미세구조 간의 연관성 1부

추상적인

배경:

연구에서는 탈수초화 및 축삭 분해를 포착하는 것으로 생각되는 분수 이방성(FA) 및 평균 확산도(MD) 측정을 통해 노년기 인지 장애에 대한 백질 미세구조를 조사했습니다.

노년기 인지장애는 나이가 들수록 기억력이 점차 감퇴되고 사고력이 저하되는 증상이다. 이는 노년층에서 흔히 나타나는 현상이지만, 긍정적인 태도를 잘 유지하는 사람들에게는 인지 장애가 훨씬 덜 일반적입니다.

다양한 연구에 따르면 신체적, 정신적 건강을 유지하는 것이 노년기의 인지 장애를 예방하고 완화하는 데 매우 유익하다는 사실이 밝혀졌습니다. 특히 다음 사항이 매우 중요합니다.

첫째, 건강을 유지하십시오. 신체 활동과 운동은 신체 기능을 더욱 건강하게 만들 수 있을 뿐만 아니라, 더 중요하게는 뇌의 인지 능력을 보호하는 효과도 크다. 따라서 적당한 운동과 신체 활동은 노년기에 정신적 명료함과 신체 건강을 유지하고 인지 장애가 발생하기 전에 예방하는 데 도움이 될 수 있습니다.

둘째, 긍정적인 태도를 취하십시오. 불평과 부정적인 생각은 의심할 바 없이 육체적, 정신적 건강을 해친다. 반대로, 긍정적인 태도와 낙관주의는 인지 장애의 위험을 크게 줄일 수 있습니다. 그러므로 노년기에는 더 많은 사회 활동에 참여하여 사고력을 활발하게 유지하고 언어, 음악 등과 같은 인지 수준을 향상시키기 위한 새로운 기술을 배울 것을 권장합니다.

셋째, 식단이 건강해야 합니다. 노인들에게는식이 영양도 매우 중요합니다. 저지방, 저당, 저염, 고단백 식단에 중점을 두고 과일과 채소, 통곡물을 모두 함유한 식단을 섭취하면 신체와 뇌의 건강을 보호하고 이로 인한 인지 능력 손상을 줄일 수 있습니다. 질병으로.

마지막으로, 노년기 인지장애는 자기변화와 자기관리를 통해 예방할 수 있는 질병이라는 점을 분명히 할 필요가 있다. 위의 방법과 생활 적응을 통해 노년기의 사람들은 삶에서 더 나은 행복을 얻고 인지 장애의 위험을 줄일 수 있습니다. 기억력 향상이 필요하다고 볼 수 있는데, 시스탄체 데저티콜라는 기억력 향상이라는 독특한 효능이 많은 중국 전통 약재이기 때문에 기억력을 크게 향상시킬 수 있습니다. 다진 고기의 효능은 산, 다당류, 플라보노이드 등 포함된 다양한 활성 성분에서 비롯됩니다. 이러한 성분은 다양한 방식으로 뇌 건강을 증진할 수 있습니다.

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그러나 새로운 후처리 방법을 사용하면 조직 구성 요소에서 위축 및 신경 염증과 같은 세포외액 기여를 포착하는 자유수(FW)를 분리할 수 있습니다.

FW는 또한 노년의 인지 장애와 매우 관련이 있는 것으로 보입니다. 여기서 우리는 FW와 관련된 실행 기능 영역과 FW에 대해 수정된 FA 및 MD(FAFWcorr 및 MDFWcorr)를 평가했습니다.

방법:

우리는 VETSA(Vietnam Era Twin Study of Aging)에서 평균 68세의 비치매 남성 489명을 조사했습니다. '공통 실행 기능'과 '작업 기억 특정' 프로세스를 포착하는 두 가지 잠재 요인이 6개 작업을 기반으로 추정되었습니다.

분석은 FW, FAFWcorr 및 MDFWcorr의 세 가지 측정 항목에 걸쳐 11개의 피질 백질 영역에 중점을 두었습니다.

결과:

더 나은 '공통 실행 기능'은 11개 영역 중 9개 영역에서 낮은 FW와 관련이 있었습니다. 허위 발견률 보정 후 세포내 지표와 유의미한 연관성은 없었습니다. 효과는 또한 MCI가 있는 개인(샘플의 13.7%)에 의해 나타났습니다.

작업 기억 관련 작업은 하전두회(inferior frontal gyrus)의 삼각형 부분을 포함하여 FAFWcorr과 일부 연관성을 보여주었습니다. 인지 예비(즉, 성인 초기에 평가된 일반적인 인지 능력)가 실행 기능과 FW 또는 FA 사이의 이러한 연관성을 조절한다는 증거는 없습니다.'

논의:

초기 노년기의 실행 기능 능력은 주로 백질(FAFWcorr 또는 MDFWcorr)이 아닌 세포외액(FW)과 관련이 있습니다. 중재 분석에 따르면 인지 예비력은 적어도 이 표본의 치매가 아닌 남성에서는 이러한 연관성에서 강력한 역할을 하지 않습니다.

1. 소개

실행 기능(EF)은 생각과 행동을 조절하는 인지 제어 능력입니다(Friedman 및 Miyake, 2017; Miyake 및 Friedman, 2012). EF는 노화가 진행되면서 감소하는 최초의 인지 능력 중 하나로 관련 뇌 영역에서 피질이 얇아집니다(Bakkour, Morris, Wolk, & Dickerson, 2013; Buckner, 2004; Fjell et al., 2009; Huizinga, Dolan, & 반 데르 몰렌, 2006).

EF 결핍은 알츠하이머병 및 경도 인지 장애의 초기 단계에서도 두드러지며(MCI; Baudic et al., 2006; Junquera et al., 2020; Kirova, Bays, & Lagalwar, 2015; Ramanan et al., 2017) 그들의 연구는 인지 노화와 관련하여 매우 중요합니다. 그러나 EF의 다면적인 특성으로 인해 뇌 구조와의 연관성을 이해하는 데 방해가 되었습니다.

이 연구의 목표는 백질 미세구조와의 연관성을 조사하는 동시에 조직에서 분리할 수 있는 세포외액인 유리수(FW)를 고려하여 초기 노년기(평균 68세)의 EF의 신경 기질을 밝히는 것이었습니다. 후처리 기술을 사용한 이방성(FA) 및 평균 확산도(MD)(Pasternak et al., 2009).

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더욱이, 이러한 연관성에서 인지 예비의 가능한 역할에 대한 이해를 높이기 위해 우리는 이러한 연관성이 청년기(평균 20세)에서 측정된 일반적인 인지 능력에 의해 조정되는지 여부를 평가했습니다.

2. 집행기능의 틀

EF는 일반적으로 주요 반응 억제, 작업 기억 업데이트 및/또는 작업 세트 이동 테스트를 포함하는 측정을 통해 이질적인 프로세스 세트를 포착합니다(Miyake and Friedman, 2012; Miyakeet al., 2000).

이러한 EF 프로세스는 특히 잠재 구성 수준에서 서로 중간에서 높은 상관관계를 갖습니다(Friedmanet al., 2008; Gustavson et al., 2018b; Miyake et al., 2000; Vaughan &Giovanello, 2010).

매우 영향력 있는 모델인 통합/다양성 모델은 여러 EF 하위 도메인에 걸쳐 이러한 공통 분산을 강조하고 이를 "공통 EF" 잠재 요인으로 모델링합니다(Friedmanet al., 2008; Gustavson et al., 2018b; Miyake and Friedman, 2012 ).

Common EF에 반영된 일반 분산은 작업을 시작하고 다른 방해 요소에 직면하여 목표 지향적인 행동을 추구하는 데 필요한 목표 관리 능력을 나타내며(Friedman and Miyake, 2017; Miyakeand Friedman, 2012), 이 모델은 다양한 범위에서 좋은 적합성을 보여주었습니다. 수명 전반에 걸친 샘플 수(Engelhardt et al., 2015; Freis et al., 2021; Friedman et al., 2016; Gustavson et al., 2018a).

데이터 가용성에 따라 다른 요소가 아닌 하나의 EF 하위 도메인에 특정한 차이를 캡처하는 데 다른 요소가 적합합니다(예: 작업 메모리별 차이).

작업 기억별 차이는 기저핵의 게이팅을 반영하도록 제안되었지만(Friedman and Miyake, 2017) 지능과 유전적으로 강한 상관관계가 있기 때문에 특히 흥미롭습니다(Friedman et al., 2008; Gustavsonet al., 2022a). 이는 신경 상관관계가 뇌 전체에 분포될 수 있음을 시사합니다.

여기에서 분석된 VETSA(Vietnam Era Twin Study of Aging) 샘플에서 EF 모델에는 Common EF 및 WorkingMemory-Specific 요인이 포함되어 있으며, 둘 다 중년 전반에 걸쳐 강력한 안정성을 보여줍니다(Gustavson et al., 2018a).

VETSA의 처음 세 단계(평균 연령 56~68세)에 걸쳐 공통 EF 인자의 종방향 감소는 또한 더 높은 알츠하이머병 유전적 위험 점수(Gustavson et al., 2022b) 및 동일한 창에서 더 큰 자기 보고 주관적 인지 감소(Gustavson et al. al., 2021).

이러한 발견은 중년 후기에서 노년 초기로 전환하는 동안 EF의 신경 상관 관계를 연구하는 것이 중요하다는 것을 강조합니다.

3. 백질 미세구조 측정

인지 노화 연구에서 백질 미세 구조를 평가하기 위한 가장 일반적인 측정 기준은 FA와 MD입니다.

FA는 주어진 복셀 내에서 방향성 확산을 정량화하며(더 높은 FA는 더 강한 방향성에 해당함) 백질 영역의 밀도와 일관성을 나타내는 것으로 생각됩니다.

MD는 방향에 관계없이 복셀 내 물 분자의 평균 확산도를 나타내며 신경필 감소 또는 뇌척수액 증가를 반영할 수 있습니다(Alexander, Lee, Lazar, & Field, 2007; Clark et al., 2011; Selemon & Goldman-Rakic ,1999). 일반적으로 더 나은 인지 기능은 더 높은 FA 및 더 낮은 MD와 관련이 있습니다(Bennett and Madden, 2014; Charlton et al., 2006; Mabbott et al., 2006).

연령 관련 경향은 FA가 성인 초기에 증가하다가 남은 생애 동안 감소하는 것을 나타내며(Westlye et al., 2010), MD는 반대 패턴(성인 초기에 감소하다가 나중에 증가함)을 나타냅니다.

따라서 노년층의 FA 감소는 축삭 분해 및 탈수초화(Beaulieu, 2002), 정상적인 노화 및 AD의 인지 저하(Bozzali et al., 2012; Cremerset al., 2016; Kennedy and Raz, 2009; Mielke)와 관련이 있는 것으로 생각됩니다. 등, 2012).

대조적으로, 정상적인 노화와 AD에서 MD의 증가는 뇌척수액의 신경필러 증가의 감소를 반영할 수 있습니다(Alexander et al., 2007; Clark et al., 2011; Selemon & Goldman-Rakic, 1999).

중요한 것은 이제 새로운 후처리 기술을 통해 백질 미세구조의 조직 구성 요소로부터 세포외액(FW)을 분리할 수 있다는 것입니다(Pasternak et al., 2009).

이러한 측정은 FW에 대해 수정되어 세포내 확산에 초점을 맞춘 FA 및 MD 측정을 생성합니다(이하 FAFWcorr 및 MDFWcorr). 이 외에도 FW는 객관적인 인지 평가 및 인지 변화(Archer et al., 2020), 자기 인식 인지 저하(Archer et al., 2021)와 연관되어 있고 MCI 및 AD(Maier-Hein)에서 증가하므로 유용할 수 있습니다. et al., 2015) 백질 고강도를 교정한 후에도 마찬가지입니다(Dumontet al., 2019).

더욱이, 그러한 인지적 측정은 FAFWcorr 및 MDFWcorr 측정과 관련이 없는 것으로 나타나므로(Archer et al., 2020), FA 및 MD에 대한 초기 발견이 FW에 의해 주도되었을 가능성을 제기합니다. FW 측정은 세포외 공간의 FW와 인접한 복셀의 뇌척수액으로 인한 FW 오염의 조합을 나타내는 것으로 생각됩니다.

증가된 FW는 신경염증, 위축 또는 미엘린 세포막의 파괴를 나타낼 수도 있습니다(Dumont et al., 2019; Gullett et al., 2020; Pasternak, Shenton, & Westin, 2012). 따라서 중년과 초기 노년기에 걸친 인지에 대한 지속적인 연구는 신경인지 변화와 AD 위험을 밝히는 데 도움이 될 것입니다.

4. 집행기능과 백질 미세구조

공통 EF 인자를 사용하여 백질 미세구조를 조사한 젊은 성인을 대상으로 한 몇 안 되는 연구 중 하나에서 공통 EF의 개인차는 오른쪽 상종다발(SLF)의 FA 증가와 관련이 있었습니다. 그들은 전방 시상 방사선을 남겼습니다(Smolker,Friedman, Hewitt, & Banich, 2018). 작업 메모리 업데이트 특이성은 백질 미세 구조 측정과 관련이 없었고 이동 특정 능력은 뇌 전체의 MD와 관련이 있었습니다. 그러나 위에서 언급한 바와 같이, 이 초기 작업의 FA 및 MD 측정 결과가 FW에 의해 주도될 수 있는지 여부는 불분명합니다.

EF와 FW 사이의 연관성을 조사한 노인 표본에 대한 연구에서는 MCI 또는 치매 환자의 비율이 상대적으로 높았으며 EF의 특정 측면은 아니지만 공통적인 측면을 밝히는 EF 종합 점수에 중점을 두었습니다(Archer et al., 2020; Ji et al. , 2017; Maillard 외, 2019).

예를 들어, 319명의 노인(남=72~73세, 49% MCI)을 대상으로 한 연구에서 EF는 fornix, 하부 세로 다발, 융대, uncinate 근막, & 대상 다발이지만 동일한 영역에서 FAFWcorr과 연관되지 않습니다(Archer et al., 2020).

Another study (M = 78 years; >50% MCI 또는 치매)는 전체 FW의 기준 수준이 EF 및 일화 기억의 단면적 및 종단적 변화와 관련이 있지만 FAFWcorr 및 MDFWcorr은 EF 또는 기억과 관련이 없음을 입증했습니다(Maillard et al., 2019).

마지막으로, AD 환자에서 FW는 거의 모든 백질 영역의 EF와 관련이 있을 뿐만 아니라 양측 전두엽, 정수리 및 후두엽 섬유의 낮은 FA와 연관되어 있습니다(Ji et al., 2017).

이러한 발견은 공통 EF가 주로 세포내 백질 미세구조(즉, FA 및 MD)보다는 세포외액(즉, FW)과 관련될 수 있고 FA와의 연관성이 다음 환자에서만 관찰되기 때문에 EF의 FW 연구를 직접 모델링하는 것의 중요성을 강조합니다. 백치.

세포외 확산 측정은 세포내 측정에 비해 구조적 완전성의 미묘한 차이에 더 민감할 수 있으므로 FW는 초기 노년기의 뇌 건강을 평가하는 데 특히 관련 있는 측정을 나타냅니다.

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