Нейросети покоя при когнитивном снижении у больных дисциркуляторной энцефалопатией

Vitaliy F. Fokin1, Natalia V. Ponomareva1, Rodion N. Konovalov1, Marina V. Krotenkova1, Roman B. Medvedev1, Olga V. Lagoda1, Marine M. Tanashyan1
1ФГБНУ «Научный центр неврологии», Москва, Россия

Аннотация


Оценивали реорганизацию коннективности нейросетей покоя при когнитивном снижении у больных дисциркуляторной энцефалопатией (ДЭ). Количественно когнитивные функции исследовали с помощью Монреальской шкалы оценки когнитивных функций (МоСА) и сопоставляли с организацией нейросетей покоя, зарегистрированных с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии покоя.

Цель работы — оценка взаимосвязи различных нейросетей покоя с когнитивными функциями.

Материалы и методы. В исследовании участвовали 29 человек с ДЭ, разделенных на две группы: без когнитивного снижения (≥ 26 баллов по шкале МоСА) и с когнитивными расстройствами (24–18 баллов по шкале МоСА). У всех больных определяли коннективность между различными областями мозга с помощью анализа функциональной магнитно-резонансной томографии покоя с использованием программных приложений SPM-12 и CONN18b в среде Matlab.

Результаты и заключение. Обнаружены статистически значимые различия коннективности между группами в дорсальной нейросети внимания, визуальной нейросети и сенсомоторных нейросетях, а также в левой парагиппокампальной области. При когнитивном снижении наблюдалось появление новых, негативных коннективностей, что наряду с сокращением коннективности в нейросетях покоя может рассматриваться как облигатный признак, сопровождающий когнитивные дисфункции при ДЭ.

Список литературы

1. Суслина З.А., Иллариошкин С.Н., Пирадов М.А. Неврология и нейронауки – прогноз развития. Анналы клинической и экспериментальной неврологии 2007; 1(1): 5–9.
2. Танашян М.М., Максимова М.Ю., Домашенко М.А. Дисциркуляторная энцефалопатия. В кн.: Путеводитель врачебных назначений. Терапевтический справочник. Москва; 2015; 2: 1–25.
3. Яхно Н.Н. Когнитивные расстройства в неврологической клинике. Неврологический журнал 2006; 11(1): 4–12.
4. Пирадов М.А., Супонева Н.А., Селиверстов Ю.А. и др. Возможности современных методов нейровизуализации в изучении спонтанной активности головного мозга в состоянии покоя. Неврологический журнал 2016; 21(1): 4–12. DOI: 10.18821/1560-9545-2016-21-1-4-12.
5. Фокин В.Ф., Пономарева Н.В., Коновалов Р.Н. и др. Изменения коннективности головного мозга у больных с нарушениями вербальной оперативной памяти при дисциркуляторной энцефалопатии. Вестник РГМУ 2019; (5): 56–63. DOI: 10.24075/vrgmu.2019.061.
6. Nasreddine Z.S, Phillips N.A, Bédirian V. et al. The Montreal Cognitive Assessment, MoCA: a brief screening tool for mild cognitive impairment. J Am Geriatr Soc 2005; 53: 695–699. DOI:10.1111/j.1532-5415.2005.53221.x. PMID: 15817019.
7. Borland E., Nägga R., Nilsson P.M. et al. The Montreal Cognitive Assessment: normative data from a large swedish population-based cohort. J Alzheimers Dis 2017; 59: 893–901. DOI: 10.3233/JAD-170203. PMID: 28697562.
8. Фокин В.Ф., Пономарева Н.В. Технологии исследования церебральной асимметрии. В кн.: М.А. Пирадов, С.Н. Иллариошкин, М.М. Танашян (ред.) Неврология ХХI века: диагностические лечебные и исследовательские технологии. Руководство для врачей. М., 2015; 3: 350–375.
9. Whitfield-Gabrieli S., Nieto-Castanon A. Conn: a functional connectivity toolbox for correlated and anticorrelated brain networks. Brain Connect 2012; 2: 125–141. DOI: 10.1089/brain.2012.0073. PMID: 22642651.
10. Zhang H-Y., Wang S-J., Liu B. Resting brain connectivity: changes during the progress of Alzheimer Disease. Radiology 2010; 256: 598–606. DOI: 10.1148/radiol.10091701. PMID: 20656843.
11. Yamashita M., Yoshihara Y., Hashimoto R. et al. A prediction model of working memory across health and psychiatric disease using whole-brain functional connectivity. Elife 2018; 7: e38844. DOI: 10.7554/eLife.38844. PMID: 30526859.
12. Hafkemeijer А., Möller С., Dopper E.G.P. at al. A longitudinal study on resting state functional connectivity in behavioral variant Frontotemporal Dementia and Alzheimer's Disease. J Alzheimers Dis 2017; 55: 521–537. DOI: 10.3233/JAD-150695. PMID: 27662284.
13. Буккиева Т.А., Чегина Д.С., Ефимцев А.Ю. и др. Функциональная МРТ покоя. Общие вопросы и клиническое применение. Российский электронный журнал лучшевой диагностики 2019; 9(2): 150–170. DOI: 10.21569/2222-7415- 2019-9-2-150-170.
14. Tsvetanov K.A., Henson R.N.A., Tyler L.K. et al. Extrinsic and intrinsic brain network connectivity maintains cognition across the lifespan despite accelerated decay of regional brain activation. J Neurosci 2016; 36: 3115–3126. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2733-15.2016. PMID: 26985024.
15. Biswal B., Yetkin F.Z., Haughton V.M., Hyde J.S. Functional connectivity in the motor cortex of resting human brain using echo-planar MRI. Magn Reson Med 1995; 34: 537–541. DOI: 10.1002/mrm.1910340409. PMID: 8524021.
16. Sun Y., Qin L., Zhou Y. et al. Abnormal functional connectivity in patients with vascular cognitive impairment, no dementia: A resting-state functional magnetic resonance imaging study. Behav Brain Res 2011; 223: 388–394. DOI: 10.1016/j.bbr.2011.05.006. PMID: 21605598.
17. Seo S.W., Ahn J., Yoon U. et al. Cortical thinning in vascular mild cognitive impairment and vascular dementia of subcortical type. J Neuroimaging 2010; 20: 37–45. DOI: 10.1111/j.1552-6569.2008.00293.x. PMID: 19220710.
18. Yi L., Wang J., Jia L. et al. Structural and functional changes in subcortical vascular mild cognitive impairment: a combined voxel-based morphometry and resting-state fMRI study. PLoS One 2012; 7: e44758. DOI: 10.1371/journal.pone.0044758. PMID: 23028606.
19. Zheng W., Cui B., Han Y. et al. Disrupted regional cerebral blood flow, functional activity and connectivity in Alzheimer's Disease: a combined ASL perfusion and resting state fMRI study. Front Neurosci 2019; 13: 738. DOI: 10.3389/fnins.2019.00738. PMID: 31396033.


Ключевые слова

дисциркуляторная энцефалопатия; нейровизуализация; функциональная МРТ покоя; Монреальская шкала оценки когнитивных функций; коннективность; когнитивные функции; нейросети покоя

Полный текст:

PDF

Литература

Suslina Z.A., Illarioshkin S.N., Piradov M.A. [Neurology and neuroscience - development prognosis]. Annaly klinicheskoy i eksperimental’noy nevrologii 2007; 1(1): 5–9. (In Russ.)

Tanashyan M.M., Maksimova M.Yu., Domashenko M.A. [Encephalopathy]. In: Guide to medical appointments. Therapeutic guide. Moscow; 2015; 2: 1–25. (In Russ.)

Yakhno N.N. [Cognitive disorders in a neurological clinic]. Nevrologicheskiy zhurnal 2006; 11(1): 4–12. (In Russ.)

Piradov M.A., Suponeva N.A., Seliverstov Yu.A. et al. [Possibilities of modern methods of neuroimaging in the study of spontaneous activity of the brain at rest]. Nevrologicheskiy zhurnal 2016; 21(1): 4–12. DOI: 10.18821/1560-9545-2016-21-1-4-12. (In Russ.)

Fokin V.F., Ponomareva N.V., Konovalov R.N. et al. [Brain connectivity changes in patients with working memory impairments with chronic ischemic cerebrovascular disease]. Vestnik RGMU 2019; (5): 56–63. DOI: 10.24075/vrgmu.2019.061. (In Russ.)

Nasreddine Z.S, Phillips N.A, Bédirian V. et al. The Montreal Cognitive Assessment, MoCA: a brief screening tool for mild cognitive impairment. J Am Geriatr Soc 2005; 53: 695–699. DOI:10.1111/j.1532-5415.2005.53221.x. PMID: 15817019.

Borland E., Nägga R., Nilsson P.M. et al. The Montreal Cognitive Assessment: normative data from a large swedish population-based cohort. J Alzheimers Dis 2017; 59: 893–901. DOI: 10.3233/JAD-170203. PMID: 28697562.

Fokin V.F., Ponomareva N.V. [Technologies for the study of cerebral asymmetry]. In: M.A. Piradov, S.N. Illarioshkin, M.M. Tanashyan (eds.) Neurology of the XXI century: diagnostic, treatment and research technologies. A guide for doctors. Moscow; 2015; 3: 350–375. (In Russ.)

Whitfield-Gabrieli S., Nieto-Castanon A. Conn: a functional connectivity toolbox for correlated and anticorrelated brain networks. Brain Connect 2012; 2: 125–141. DOI: 10.1089/brain.2012.0073. PMID: 22642651.

Zhang H-Y., Wang S-J., Liu B. Resting brain connectivity: changes during the progress of Alzheimer Disease. Radiology 2010; 256: 598–606. DOI: 10.1148/radiol.10091701. PMID: 20656843.

Yamashita M., Yoshihara Y., Hashimoto R. et al. A prediction model of working memory across health and psychiatric disease using whole-brain functional connectivity. Elife 2018; 7: e38844. DOI: 10.7554/eLife.38844. PMID: 30526859.

Hafkemeijer А., Möller С., Dopper E.G.P. at al. A longitudinal study on resting state functional connectivity in behavioral variant Frontotemporal Dementia and Alzheimer's Disease. J Alzheimers Dis 2017; 55: 521–537. DOI: 10.3233/JAD-150695. PMID: 27662284.

Bukkiyeva T.A., Chegina D.S., Efimtsev A.Yu. et al. [Funktsional’naya MRT pokoya. Obshchiye voprosy i klinicheskoye primeneniye]. Rossiyskiy elektronnyy zhurnal luchshevoy diagnostiki 2019; 9(2): 150–170. DOI: 10.21569/2222-7415- 2019-9-2-150-170. (In Russ.)

Tsvetanov K.A., Henson R.N.A., Tyler L.K. et al. Extrinsic and intrinsic brain network connectivity maintains cognition across the lifespan despite accelerated decay of regional brain activation. J Neurosci 2016; 36: 3115–3126. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2733-15.2016. PMID: 26985024.

Biswal B., Yetkin F.Z., Haughton V.M., Hyde J.S. Functional connectivity in the motor cortex of resting human brain using echo-planar MRI. Magn Reson Med 1995; 34: 537–541. DOI: 10.1002/mrm.1910340409. PMID: 8524021.

Sun Y., Qin L., Zhou Y. et al. Abnormal functional connectivity in patients with vascular cognitive impairment, no dementia: A resting-state functional magnetic resonance imaging study. Behav Brain Res 2011; 223: 388–394. DOI: 10.1016/j.bbr.2011.05.006. PMID: 21605598.

Seo S.W., Ahn J., Yoon U. et al. Cortical thinning in vascular mild cognitive impairment and vascular dementia of subcortical type. J Neuroimaging 2010; 20: 37–45. DOI: 10.1111/j.1552-6569.2008.00293.x. PMID: 19220710.

Yi L., Wang J., Jia L. et al. Structural and functional changes in subcortical vascular mild cognitive impairment: a combined voxel-based morphometry and resting-state fMRI study. PLoS One 2012; 7: e44758. DOI: 10.1371/journal.pone.0044758. PMID: 23028606.

Zheng W., Cui B., Han Y. et al. Disrupted regional cerebral blood flow, functional activity and connectivity in Alzheimer's Disease: a combined ASL perfusion and resting state fMRI study. Front Neurosci 2019; 13: 738. DOI: 10.3389/fnins.2019.00738. PMID: 31396033.




DOI: http://dx.doi.org/10.25692/ACEN.2020.4.5