《Alzheimer's Research & Therapy》:Impact of effective connectivity within the Papez circuit on episodic memory: moderation by perivascular space function
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为探究 aMCI 患者相关机制,研究人员对 Papez 回路及血管周围间隙(PVS)展开研究,发现其与情景记忆密切相关。
在记忆的奇妙世界里,遗忘就像一片阴影,悄然笼罩着一些人。遗忘型轻度认知障碍(amnestic mild cognitive impairment,aMCI)作为一种常见的认知障碍,其患者常常在回忆事件的时间和地点等细节时出现困难,而且这种病症很可能进一步发展为痴呆,给患者及其家庭带来沉重的负担。
目前,虽然知道情景记忆的形成和提取依赖大脑多个区域和神经网络的协同活动,其中 Papez 回路起着关键作用,但现有的针对 aMCI 患者记忆衰退的干预研究效果并不理想。同时,血管周围间隙(perivascular space,PVS)在认知功能中的作用逐渐受到关注,它与大脑代谢废物清除密切相关的淋巴系统(glymphatic system,GS)存在联系,可 PVS 功能在神经回路和认知功能之间扮演何种角色却不为人知。
为了揭开这些谜团,上海交通大学附属第六人民医院、上海中医药大学等机构的研究人员展开了深入研究。该研究成果发表在《Alzheimer's Research & Therapy》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,招募了 60 名参与者,包括 28 名 aMCI 患者和 32 名健康对照者(healthy controls,HCs),对他们进行多模态磁共振成像(multimodal MRI,包括功能磁共振成像 fMRI、扩散磁共振成像 dMRI 和结构磁共振成像 sMRI)和神经心理学测试。其次,运用多种软件和工具对 MRI 数据进行预处理,以提高数据质量。最后,通过建立模型和算法,分析 Papez 回路的有效连接性、计算 PVS 功能相关指标(如 ALPS 指数)和测量 PVS 体积,并进行统计分析。
研究结果主要有以下几个方面:
- 参与者特征:aMCI 患者和 HCs 在一般认知功能和记忆功能上存在显著差异,但在其他基线特征、帧位移或总颅内体积(TIV)上无显著差异。
- Papez 回路的有效连接性和体积:调整年龄、性别和教育程度后,aMCI 患者 Papez 回路中多个关键区域之间的有效连接性显著减弱,如左侧乳头体(MB)与左侧前扣带回皮层(ACC)、左侧前丘脑核(ATN)和左侧海马旁回(PHG)之间,右侧 ACC 与右侧海马(HPC)之间等;不过,aMCI 患者和 HCs 的 Papez 回路体积并无差异。进一步线性回归分析发现,部分有效连接性与认知功能测试得分存在显著关联。
- PVS 功能:aMCI 患者的 ALPS 指数显著降低,PVS 体积显著增大,这表明 PVS 功能出现障碍。而且,ALPS 指数和 PVS 体积分别与多个认知功能测试得分存在显著相关性。
- 调节分析:调节分析显示,ALPS 指数调节了右侧 HPC 到右侧 ATN 的有效连接性与情景记忆(通过听觉词语学习测验长时延迟回忆 AVLT-N5 分数衡量)之间的关系。
研究结论和讨论部分指出,Papez 回路内有效连接性的减弱是 aMCI 患者情景记忆衰退的重要因素,它影响了神经传递效率,阻碍了情景记忆的编码、巩固和检索过程。PVS 功能障碍可能通过多种复杂的神经生物学机制影响情景记忆,如代谢废物积累导致神经炎症、破坏血脑屏障和损害突触可塑性等。该研究揭示了 PVS 功能在调节 Papez 回路有效连接性与情景记忆关系中的关键作用,意味着增强 PVS 功能可能成为减缓 aMCI 患者认知衰退的新治疗靶点,为 aMCI 的早期诊断和干预策略提供了新的思路和方向。但研究也存在一些局限性,如样本量有限、未纳入生物标志物确认等,未来研究可在这些方面加以改进,进一步深入探索认知障碍的奥秘。