阿尔茨海默病风险人群oddball任务中背侧前扣带回皮层激活改变:一项纵向fMRI研究

《Spanish Journal of Psychiatry and Mental Health》:Altered activation of the dorsal anterior cingulate cortex during oddball performance in individuals at risk for Alzheimer's disease

【字体: 时间:2026年01月01日 来源:Spanish Journal of Psychiatry and Mental Health 2.8

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  本研究针对阿尔茨海默病(AD)高风险人群(aMCI和晚发MDD)的神经机制难题,通过纵向fMRI视觉oddball范式发现:aMCI患者背侧前扣带回皮层(dACC)激活持续降低,且dACC活动与认知功能(MMSE评分)和抑郁症状(GDS评分)显著相关。结果表明dACC激活模式可作为评估AD前驱期认知损害和抑郁症状的潜在神经标记,为早期干预提供新靶点。

  
随着全球人口老龄化加剧,阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)的早期识别与干预成为精神医学和神经科学领域的重大挑战。在AD临床前阶段,遗忘型轻度认知障碍(amnestic mild cognitive impairment, aMCI)和晚发重性抑郁障碍(late-life major depressive disorder, MDD)作为两种高风险状态,常表现出交织的认知与情感症状。然而,这两种疾病共享的神经机制至今扑朔迷离,特别是大脑关键区域在认知任务中的动态激活模式如何随病情演变,仍是未解之谜。
为破解这一难题,来自西班牙贝尔维特生物医学研究所的研究团队开展了一项创新性纵向研究,成果发表于《Spanish Journal of Psychiatry and Mental Health》。该研究首次采用功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)结合视觉oddball范式(一种经典的注意力任务),追踪比较aMCI患者、晚发MDD患者与健康对照(healthy controls, HCs)在2年内的神经活动变化。
研究团队运用多模态技术手段:通过3.0T fMRI采集视觉oddball任务(目标刺激占比20%)的脑血氧水平依赖(BOLD)信号;采用标准化神经心理学评估电池(包括MMSE、GDS、HDRS17等)量化认知与情感功能;利用SPM12和CONN工具箱进行影像数据处理,以家族wise错误(family-wise error, FWE)校正FWE<0.05为显著性阈值;并通过主成分分析(principal component analysis, PCA)整合20项临床指标。
研究结果揭示以下重要发现:
demographic, clinical, and neuropsychological characterization
aMCI组基线MMSE评分(26.25±2.01)显著低于HCs(28.85±1.46)(p<0.01),且2年内下降更剧(组间×时间交互作用F=9.42, p<0.01)。MDD组抑郁评分(HDRS17=10.08±5.82)显著高于其他组,且呈现特异性时间演变模式。
fMRI task-related activations
基线扫描显示,aMCI组在oddball任务中右侧dACC激活显著弱于HCs(MNI坐标[4,28,28], kE=389, pFWE=0.02)。纵向分析进一步证实aMCI组dACC激活持续减低([4,26,30], kE=1596, pFWE<0.01),而HCs组dACC活动随年龄增长自然下降(F=9.72, p<0.01),提示风险人群存在加速衰老模式。
Correlations between dACC activation and clinical, neuropsychological and oddball performance data
相关性分析揭示关键临床关联:HCs组随访期dACC活动与GDS评分负相关(r=-0.40, p=0.04),表明dACC功能与情绪调节密切关联;aMCI组dACC激活与MMSE评分正相关(r=0.68, p=0.01),支持代偿机制假说。联合分析ACAGs(aMCI+MDD)更发现dACC活动与oddball执行错误(r=-0.34, p=0.04)及言语记忆因子(r=0.34, p=0.04)显著相关,凸显dACC在注意-记忆网络中的核心作用。
讨论与结论
本研究首次通过纵向fMRI证据阐明:dACC作为凸显网络(salience network)的关键节点,在AD高风险人群中呈现特征性功能异常。aMCI患者持续的dACC低激活可能反映早期网络解体,而其在认知任务中的代偿性激活模式为临床干预提供新思路。特别值得注意的是,dACC活动与抑郁症状的负相关关系提示该区域可能成为情感-认知共病机制的枢纽靶点。
研究者强调,dACC在视觉oddball任务中的激活模式有望发展为评估AD前驱期风险的客观神经标记。然而,研究也存在一定局限性,如aMCI组样本量较小(n=12)且年龄偏大,可能影响统计效力。未来研究可聚焦更早阶段(如主观认知下降人群)以捕获功能改变的初始时间窗。
这项研究为理解老龄化过程中情感与认知交互的神经基础提供了重要证据,推动AD早期识别从单一认知评估向多维度神经功能标记转变。随着精准医学的发展,dACC靶向的神经调控技术或许有望成为延缓高危人群疾病进展的新策略。
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