Povezave med sposobnostmi izvršilnih funkcij, prosto vodo in mikrostrukturo bele snovi v zgodnji starosti 1. del
Jan 05, 2024
POVZETEK
Ozadje:
Študije so raziskovale mikrostrukturo bele snovi o kognitivnih okvarah v poznem življenju, z merili frakcijske anizotropije (FA) in srednje difuznosti (MD), za katere naj bi zajeli demielinizacijo in degradacijo aksonov.
Kognitivna okvara v poznem življenju je simptom, pri katerem ljudem postopno upada spomin, njihova sposobnost razmišljanja pa s staranjem postane počasnejša. Medtem ko je to pogost pojav med starejšimi odraslimi, je kognitivna okvara veliko manj pogosta pri ljudeh, ki dobro ohranjajo pozitiven odnos.
Različne študije so pokazale, da je ohranjanje telesnega in duševnega zdravja zelo koristno za preprečevanje in lajšanje kognitivnih motenj v poznejšem življenju. Zelo pomembne so zlasti naslednje točke:
Najprej poskrbite za zdravje. Telesna aktivnost in vadba lahko poskrbita ne samo za bolj zdravo delovanje telesa, ampak, kar je še pomembneje, ima velik zaščitni učinek na kognitivne sposobnosti možganov. Zato lahko zmerna vadba in telesna dejavnost ljudem pomagata ohraniti duševno jasnost in fizično zdravje v poznejših letih ter preprečiti kognitivne okvare, še preden do njih pride.
Drugič, zavzemite pozitiven odnos. Pritoževanje in negativne misli nedvomno škodujejo telesnemu in duševnemu zdravju. Nasprotno pa lahko pozitiven odnos in optimizem znatno zmanjšata tveganje za kognitivne motnje. Zato je priporočljivo, da ljudje v poznejših letih sodelujejo v več družbenih dejavnostih, da ohranijo svoje razmišljanje aktivno, prav tako pa se lahko naučijo nekaterih novih veščin za izboljšanje svoje kognitivne ravni, kot so jezik, glasba itd.
Tretjič, prehrana mora biti zdrava. Za starejše je izjemno pomembna tudi dietna prehrana. Osredotočanje na dieto z nizko vsebnostjo maščob, sladkorja, soli in visoko vsebnostjo beljakovin ter uživanje prehrane, ki vsebuje tako sadje kot zelenjavo in cela zrna, lahko zaščiti zdravje telesa in možganov ter zmanjša škodo, ki jo povzročijo kognitivne sposobnosti. po bolezni.
Nazadnje moramo biti jasni, da je kognitivna okvara v poznem življenju bolezen, ki jo je mogoče preprečiti s samospremembami in samoupravljanjem. Z zgornjimi metodami in življenjskimi prilagoditvami lahko ljudje v poznejših letih bolje osrečijo življenje in zmanjšajo tveganje za kognitivne motnje. Vidimo, da moramo izboljšati spomin, in Cistanche deserticola lahko bistveno izboljša spomin, saj je Cistanche deserticola tradicionalno kitajsko zdravilno sredstvo, ki ima številne edinstvene učinke, eden od njih je izboljšanje spomina. Učinkovitost mletega mesa izhaja iz različnih učinkovin, ki jih vsebuje, vključno s kislino, polisaharidi, flavonoidi itd. Te sestavine lahko spodbujajo zdravje možganov na različne načine.
Kliknite spoznajte 10 načinov za izboljšanje spomina
Vendar nove metode naknadne obdelave omogočajo izolacijo proste vode (FW), ki zajame prispevke zunajcelične tekočine, kot sta atrofija in nevrovnetje, iz komponent tkiva.
Zdi se, da je FW zelo pomembna tudi za kognitivne motnje v poznem življenju. Tu smo ocenili, ali so področja izvršilnih funkcij, povezana s FW, ter FA in MD popravljena za FW (FAFWcorr in MDFWcorr).
metoda:
Pregledali smo 489 nedementnih moških v Vietnam Era Twin Study of Aging (VETSA) pri povprečni starosti 68 let. Dva latentna dejavnika, ki zajemata 'skupno izvršilno funkcijo' in 'specifične za delovni spomin' procese, sta bila ocenjena na podlagi 6 nalog.
Analize so bile osredotočene na 11 traktov kortikalne bele snovi v treh metrikah: FW, FAFWcorr in MDFWcorr.
Rezultati:
Boljša 'skupna izvršilna funkcija' je bila povezana z nižjo FW v 9 od 11 traktov. Po korekciji stopnje lažnega odkritja ni bilo pomembnih povezav z znotrajceličnimi meritvami. Učinki so se pojavili tudi zaradi posameznikov z MCI (13,7 % vzorca).
Naloge, specifične za delovni spomin, so pokazale nekaj povezav s FAFWcorr, vključno s trikotnim delom spodnjega frontalnega vijuga. Ni bilo dokazov, da bi kognitivna rezerva (tj. splošna kognitivna sposobnost, ocenjena v zgodnji odrasli dobi) ublažila te povezave med izvršilno funkcijo in FW ali FA.'
Diskusija:
Zmožnosti izvršilnih funkcij v zgodnji starosti so povezane predvsem z zunajcelično tekočino (FW) v nasprotju z belo snovjo (FAFWcorr ali MDFWcorr). Analize zmernosti so pokazale, da kognitivna rezerva ne igra pomembne vloge v teh povezavah, vsaj v tem vzorcu nedementnih moških.
1. Uvod
Izvršilne funkcije (EF) so kognitivne sposobnosti nadzora, ki uravnavajo misel in delovanje (Friedman in Miyake, 2017; Miyake in Friedman, 2012). EF so nekatere od prvih kognitivnih sposobnosti, ki se s staranjem zmanjšajo, pri čemer pride do stanjšanja skorje v povezanih možganskih regijah (Bakkour, Morris, Wolk in Dickerson, 2013; Buckner, 2004; Fjell et al., 2009; Huizinga, Dolan in van der Molen, 2006).
Primanjkljaji EF so izraziti tudi v zgodnjih fazah Alzheimerjeve bolezni in blage kognitivne okvare (MCI; Baudic et al., 2006; Junquera et al., 2020; Kirova, Bays in Lagalwar, 2015; Ramanan et al., 2017), zaradi česar njihova študija je kritično pomembna glede kognitivnega staranja. Vendar pa je večplastna narava EF-jev ovirala naše razumevanje njihove povezave z možgansko strukturo.
Cilj te študije je bil osvetliti nevralne substrate EF v zgodnji starosti (povprečna starost 68 let) s preučevanjem povezav z mikrostrukturo bele snovi, hkrati pa upoštevati tudi prosto vodo (FW), zunajcelično tekočino, ki jo je mogoče izolirati iz tkivnih komentarjev v merah frakcijskega deleža. anizotropije (FA) in srednje difuznosti (MD) z uporabo tehnik naknadne obdelave (Pasternak et al., 2009).
Poleg tega smo za izboljšanje našega razumevanja možne vloge kognitivne rezerve v teh povezavah ocenili, ali so te povezave moderirane s splošno kognitivno sposobnostjo, izmerjeno v mlajši odrasli dobi (povprečna starost 20 let).
2. Okvir izvršilne funkcije
EF zajamejo heterogen niz procesov, pri čemer ukrepi običajno vključujejo teste prepotentne inhibicije odziva, posodabljanje delovnega spomina in/ali premik nabora nalog (Miyake in Friedman, 2012; Miyakeet sod., 2000).
Ti procesi EF so zmerno do visoko povezani med seboj, zlasti na ravni latentnega konstrukta (Friedmanet et al., 2008; Gustavson et al., 2018b; Miyake et al., 2000; Vaughan & Giovanello, 2010).
Zelo vpliven model – model enotnosti/raznolikosti – je poudaril to skupno varianco v več poddomenah EF in jo modelira kot latentni dejavnik »skupnega EF« (Friedmanet sod., 2008; Gustavson in sod., 2018b; Miyake in Friedman, 2012 ).
Splošna varianca, ki se odraža v Common EF, predstavlja sposobnosti upravljanja ciljev, ki so potrebne za začetek naloge in izvajanje ciljno usmerjenih dejanj ob soočenju z drugimi motnjami (Friedman in Miyake, 2017; Miyake in Friedman, 2012), in ta model je pokazal, da se dobro ujema z ureditvijo vzorcev skozi celotno življenjsko dobo (Engelhardt et al., 2015; Freis et al., 2021; Friedman et al., 2016; Gustavson et al., 2018a).
Odvisno od razpoložljivosti podatkov so drugi dejavniki primerni za zajem variance, specifične za eno poddomeno EF, in ne za druge (npr. varianca, specifična za delovni pomnilnik).
Varianca, specifična za delovni spomin, je še posebej zanimiva, ker je bilo predlagano, da odraža prehod v bazalnih ganglijih (Friedman in Miyake, 2017), vendar je tudi močno genetsko povezana z inteligenco (Friedman et al., 2008; Gustavsonet al., 2022a), kar nakazuje, da bi bili njegovi nevronski korelati lahko porazdeljeni po možganih.
V vzorcu Vietnam Era Twin Study of Aging (VETSA), ki je tukaj analiziran, naš model EF vključuje skupne dejavnike EF in dejavnike, specifične za delovni spomin, ki oba kažeta močno stabilnost v srednjih letih (Gustavson et al., 2018a).
Longitudinalni upad skupnega faktorja EF v prvih treh valovih VETSA (povprečna starost 56 do 68) je povezan tudi z višjimi rezultati genetskega tveganja za Alzheimerjevo bolezen (Gustavson et al., 2022b) in večjim subjektivnim kognitivnim upadom v istem oknu (Gustavson et al. sod., 2021).
Te ugotovitve poudarjajo pomen preučevanja nevronskih korelatov EF med prehodom iz poznih srednjih let v zgodnjo starost.
3. Merjenje mikrostrukture bele snovi
Najpogostejši meritvi za ocenjevanje mikrostrukture bele snovi v študijah kognitivnega staranja sta FA in MD.
FA kvantificira usmerjeno difuzijo znotraj danega voksla (pri čemer višji FA ustreza močnejši usmerjenosti) in naj bi predstavljal gostoto in koherenco območij bele snovi.
MD predstavlja povprečno difuznost vodnih molekul znotraj voksela ne glede na smer in lahko odraža zmanjšanje nevropila ali povečanje cerebrospinalne tekočine (Alexander, Lee, Lazar in Field, 2007; Clark et al., 2011; Selemon & Goldman-Rakic ,1999). Običajno je boljša kognitivna funkcija povezana z višjim FA in nižjim MD (Bennett in Madden, 2014; Charlton et al., 2006; Mabbott et al., 2006).
S starostjo povezani trendi kažejo, da se FA poveča v zgodnji odrasli dobi, preden se zmanjša v preostalem delu življenjske dobe (Westlye et al., 2010), pri čemer MD kaže nasprotni vzorec (zmanjšuje se v zgodnji odrasli dobi, preden se poveča kasneje v življenju).
Tako naj bi bila zmanjšana FA pri starejših populacijah povezana z degradacijo aksonov in demielinizacijo (Beaulieu, 2002) ter s kognitivnim upadom pri normalnem staranju in AD (Bozzali in sod., 2012; Cremerset sod., 2016; Kennedy in Raz, 2009; Mielke et al., 2012).
Nasprotno pa lahko povečana MD pri normalnem staranju in AD odraža zmanjšanje nevropilornega povečanja cerebrospinalne tekočine (Alexander et al., 2007; Clark et al., 2011; Selemon & Goldman-Rakic, 1999).
Pomembno je, da nove tehnike naknadne obdelave zdaj omogočajo izolacijo zunajcelične tekočine (FW) iz tkivnih komponent mikrostrukture bele snovi (Pasternak et al., 2009).
Takšni ukrepi dajejo meritve FA in MD, ki so popravljene za FW in so zato osredotočene na znotrajcelično difuzijo (v nadaljevanju FAFWcorr in MDFWcorr). Poleg tega je lahko FW koristen, saj je povezan z objektivnimi kognitivnimi ocenami in kognitivnimi spremembami (Archer et al., 2020), samozaznavanjem kognitivnega upada (Archer et al., 2021) in je povišan pri MCI in AD (Maier-Hein et al., 2015) tudi po popravku hiperintenzivnosti bele snovi (Dumontet al., 2019).
Poleg tega se zdi, da takšni kognitivni ukrepi niso povezani z merama FAFWcorr in MDFWcorr (Archer et al., 2020), kar povečuje možnost, da so prejšnje ugotovitve za FA in MD morda temeljile na FW. Meritve FW naj bi predstavljale kombinacijo FW v zunajceličnem prostoru in kontaminacije FW iz cerebrospinalne tekočine v sosednjih vokslih.
Povečana FW lahko kaže tudi na nevrovnetje, atrofijo ali razgradnjo mielinskih celičnih membran (Dumont et al., 2019; Gullett et al., 2020; Pasternak, Shenton in Westin, 2012). Zato bo njihova nadaljnja študija kognicije v srednjih in zgodnjih letih pomagala osvetliti nevrokognitivne spremembe in tveganje za AD.
4. Izvršilna funkcija in mikrostruktura bele snovi
V eni od redkih študij mlajših odraslih za preučevanje mikrostrukture bele snovi z uporabo skupnega faktorja EF so bile individualne razlike v skupnem EF povezane z večjo FA v desnem zgornjem longitudinalnem fascikulusu (SLF). Zapustili so anteriorno talamično sevanje (Smolker, Friedman, Hewitt in Banich, 2018). Specifičnost posodabljanja delovnega spomina ni bila povezana z merami mikrostrukture bele snovi, specifična sposobnost premikanja pa je bila povezana z MD v možganih. Vendar, kot je navedeno zgoraj, ni jasno, ali ugotovitve iz ukrepov FA in MD v tem prejšnjem delu lahko temeljijo na FW.
Študije vzorcev starejših odraslih, ki so preučevale povezave med EF in FW, so imele razmeroma visoke deleže posameznikov z MCI ali demenco in so se osredotočale na sestavljene rezultate EF, ki osvetljujejo pogoste, a ne specifične vidike EF (Archer et al., 2020; Ji et al. ,2017; Maillard et al., 2019).
Na primer, v študiji 319 starejših odraslih (M=72–73 let; 49 % MCI) je bila EF povezana z nižjo FW v več kortikalnih traktih bele snovi, vključno s forniksom, spodnjim longitudinalnim fascikulusom, tapetumom, neuciniranim fascikulusom, & cingulum snop, vendar ni povezan s FAFWcorr v teh istih traktih (Archer et al., 2020).
Another study (M = 78 years; >50 % MCI ali demence) so pokazale, da so izhodiščne ravni globalnega FW povezane s presečnimi in longitudinalnimi spremembami v EF in epizodnem spominu, vendar FAFWcorr in MDFWcorr nista povezana z EF ali spominom (Maillard et al., 2019).
Nazadnje, pri bolnikih z AD je bila FW povezana z EF v skoraj vseh regijah bele snovi, pa tudi z nižjo FA v dvostranskih frontalnih, parietalnih in okcipitalnih vlaknih (Ji et al., 2017).
Te ugotovitve poudarjajo pomen neposrednega modeliranja FW študij EF, saj je pogosta EF lahko povezana predvsem z zunajcelično tekočino (tj. FW) in ne znotrajcelično mikrostrukturo bele snovi (tj. FA in MD), pri čemer so povezave s FA opažene le pri bolnikih z demenca.
Ukrepi zunajcelične difuzije so morda bolj občutljivi na subtilne razlike v strukturni celovitosti v primerjavi z znotrajceličnimi ukrepi, zato FW predstavlja posebej pomemben ukrep za oceno zdravja možganov v zgodnji starosti.
Poleg tega, ker so se študije osredotočale na sestavljene meritve, niso preverile, ali so te povezave s FW opažene pri CommonEF v primerjavi z drugimi specifičnimi komponentami EF (npr. specifičnimi za delovni spomin).
For more information:1950477648nn@gamil.com
