认知储备在老年脑白质疏松伴发认知障碍中的调节机制及其临床应用研究

Leukoaraiosis (LA) commonly found in elderly population is one of the most common causes of vascular cognitive impairment. Early prediction of the risk of cognitive impairment is critical for prevention and intervention. Cognitive reserve (CR) plays an important role in the regulation of cognitive development in elderly population with LA, but its mechanism remains unclear. It is more important to predict the risk of cognitive impairment in elderly population with LA by combining effective assessment of CR. In our previous study, we found that the increased activity of frontoparietal network could compensate for the cognitive impairment in elderly subjects with LA, suggesting that it may be associated with CR. In the present study, we aim to: 1) explore the mechanisms of the regulation of CR on cognition in elderly subjects with LA, by performing affinity propagation clustering and resting-state network analysis based on multimodal functional magnetic resonance imaging (fMRI) technology, combined with the CR index questionnaire and neuropsychological assessments; 2) find the functional characteristics of CR in the brain and establish a new and effective assessment technique of CR based on fMRI; 3) develop a cognitive prediction model in elderly population with LA by using the new assessment technique of CR. We hope that our findings will provide a new method for the early prediction of LA-related cognitive impairment and new ideas for early intervention.

脑白质疏松（LA）在老年人群中检出率极高，是血管性认知障碍的最常见病因之一，早期预测认知障碍的发生风险对及时开展预防干预至关重要。认知储备（CR）在老年LA人群发生认知障碍的过程中发挥重要的调节作用，但其机制尚不明确，结合有效的CR评估方法预测该人群发生认知障碍的风险更为重要。我们前期研究发现，老年LA人群出现额顶叶网络的功能活性增高，且能够代偿认知功能减退，提示可能与CR相关。本项目采用基于多模态功能核磁共振（fMRI）技术的仿射传播聚类法和静息态脑网络分析法，结合CR指数问卷调查和神经心理学评估等方法，探讨CR调节老年LA人群认知功能的机制；运用因子分析法提炼CR的核心脑功能特征，建立一种新的、有效的CR fMRI评估方法；最后，回到临床队列随访研究，将该评估方法运用于构建老年LA人群的认知障碍预测模型，为LA相关认知障碍的早期预测提供新的技术手段，也为临床早期干预提供新的理念。

脑白质疏松（LA）是血管性认知障碍的最常见病因之一，早期预测认知障碍的发生风险对及时开展预防干预至关重要。认知储备（CR）在老年LA人群发生认知障碍的过程中发挥重要的调节作用，但其机制尚不明确，结合有效的CR评估方法预测该人群发生认知障碍的风险更为重要。.本项目采用多模态功能核磁共振（fMRI）技术、CR评估和多维度神经心理学评估等技术，探讨CR调节老年LA人群认知功能的机制；基于CR的核心脑功能特征构建新型的CR脑功能影像评估技术；并将该技术应用于预测老年LA人群发生认知障碍的风险，从而指导临床预防干预。.本项目研究发现：1）在老年LA人群中，CR通过调控额顶叶网络的功能活性发挥对认知功能的保护效应；在CR的三个子要素中，教育在LA患者发生认知障碍前后均可发挥对认知功能的保护效应，而工作和社交休闲仅在认知障碍发生以前发挥认知保护效应，额顶叶网络介导了教育的认知保护效应；2）CR可减轻LA对认知功能的破坏效应，且CR是通过降低额顶叶网络的额叶区功能活动来发挥这种调控作用；3）LA人群的额顶叶网络中的背外侧前额叶区的功能活性与CR水平高度相关，可用于通过影像学评估个体CR水平；4）基于以上CR脑功能特征，通过随访研究，初步构建了预测老年LA人群发生认知障碍风险的模型，具有较高敏感性和特异性。.本项目的研究结果揭示了CR对LA人群发挥认知保护作用的独特脑功能机制，首次全面阐述了CR子要素对认知功能的不同调节机制以及CR的认知阶段依赖性的特点，提示应尽早开展针对LA高风险人群的CR干预措施。本项目建立的基于fMRI技术的CR评估方法，可准确、便捷地量化评估CR，为未来深入开展CR研究提供了新手段。LA人群发生认知障碍的风险预测模型则为预防血管性认知障碍的发生提供了重要的临床指导。