MCI亚型静态脑活动及默认脑活动网络子系统特征

MCI是正常老化和痴呆之间过渡阶段，是近年AD早期诊断问题研究的焦点。新的研究表明，MCI存在以不同认知域损害为特征的亚型。但目前许多研究只针对其中一种亚型，或不进行亚型细分类，忽略了亚型异质性。另外，静态默认脑活动网络最新研究发现，该网络存在功能不同的两个子系统。针对可能具有特异性脑活动的MCI亚型，探讨各亚型静态脑活动特征，对AD早期诊断问题研究有重要意义。.本项目对MCI病人细分类，以正常青年人和老年人作为对照，获取静态fMRI数据，用独立成分分析以及我们自主研发的脑功能连接方法，对MCI三个亚型病人进行三年跟踪随访，重点探讨：1. MCI各亚型的认知与行为特点。2.各亚型静态脑活动特点（尤其关注默认脑网络及其子系统特征）。3. MCI各亚型向AD转化过程中的特征性脑活动变化。.阐明些问题，有可能发现有助AD早期诊断生物标记，并能为AD早期诊断问题研究提供新思路、获得基础性资料。

本项目圆满完成并基本实现了计划和目标。项目研究针对MCI及亚型的静态脑活动及其网络特征，结果较好验证了我们的假设，即MCI患者选择性损害默认网络的记忆相关络子系统。研究过程中根据最新的AD国际研究进展，增加了对正常人、MCI病人和AD病人大脑功能网络小世界属性的研究。发现正常人、MCI和AD病人大脑功能网络均具有小世界属性，但是MCI和AD病人的小世界参数与正常人比较发生了明显改变。该项目研究发表了相关论文9，其中SCI论文5篇，核心期刊论文4篇。修回SCI论文3篇，其中一篇为国际著名刊物NeuroImage（IF=5.9，已修回）。. 主要结果和意义概述如下：1.MCI患者选择性损害默认网络的记忆相关络子系统。MCI患者最早出现的特征性症状是记忆损害，因此我们假设MCI患者最早出现损害的区域应该是记忆相关网络。虽然已有研究表明，MCI患者的默认网络与正常人比较其活动存在差异，但目前所见的报道均未注意到其记忆子系统的选择性损害。本项目利用静息态BOLD信号低频振幅（ALFF）方法验证了我们的预先假设，证明MCI患者选择性损害默认网络中的记忆相关子系统，而不是整个默认网络。该发现可以很好的解释MCI病人的临床症状特点，为AD早期诊断方法的探索以及阐明MCI病人转化为AD的神经机制提供了基础性资料。2.正常人、MCI和AD患者的脑功能网络均具有小世界属性。人脑的小世界属性是近年来关于脑网络研究的重要发现。与随机网络和规则网络比较，小世界网络具有更高的网络路径和网络效率，更符合人脑的高效工作机制和进化特征。我们的研究发现，正常的脑功能网络具有小世界性，同时发现无论是 MCI患者还是AD患者，其脑功能网络的小世界性本质并没有改变。表征小世界属性的参数，Gamma、Lambda和Delta均符合小世界性改变。但三组间的具体参数值不同，提示小世界的特征性存在差异。这一发现为阐明MCI和AD患者的脑损害机制提供了新的视角。3.AD病人的小世界参数与正常人比较发生明显变化：本项目研究发现，反映小世界属性的网络参数，平均最短路径长度、聚类系数等AD病人明显高于正常人。这些变化主要发生在默认网络区、颞叶以及皮层下结构（如丘脑、基底节等区域）。这些区域的结构和功能异常与AD密切相关。这些发现为AD早期诊断方法的探索以及阐明MCI病人转化为AD的神经机制提供了新的切入点。