主观认知下降时内嗅皮层-海马环路异常模式及其内在机制研究

The olfactory cortex- hippocampus loop is the earliest place involved in Alzheimer's disease (AD). The subjective cognitive decline (SCD) is the preclinical stages of AD, and mild cognitive impairment (MCI) is the prodromal of AD. In the preliminary study, we investigated the olfactory cortex- hippocampus loop by ultrahigh resolution magnetic resonance (MRI). And we found abnormal damage of the myelin integrity in the white matter of SCD patients, which aggravated in amnestic MCI. The atrophy of CA3 / 1 pyramidal cell and the olfactory cortex were found in the amnestic MCI. The hippocampal perforant pathway and the microstructure of white matter were also damaged. The activation brain area of olfactory task was significant decreased in amnestic MCI. All these resultes suggested that the injury of myelin integrity might caused the abnormal structure and function connectivity in the olfactory cortex - hippocampus loop, and the decline of cognitive fuction. Therefore, we will combine the neuropsychology, ultrahigh resolution magnetic resonance and advanced algorithm, with horizontal study and longitudinal follow-up, to investigate the characteristic of pattern recognition of imaging parameters of the olfactory cortex - hippocampus loop in SCD, and to explore the biological markers for predicting SCD progression to the amnestic MCI and AD. Results from this project are important for providing an important basis for early warning of AD and individual treatment.

内嗅皮层-海马环路是阿尔茨海默病（AD）中最早累及的部位，主观认知下降（SCD）是AD临床前期，轻度认知障碍（MCI）是AD的前驱期。前期研究中，我们通过超高分辨磁共振研究发现，SCD时白质纤维束的髓鞘完整性出现异常损伤，并在遗忘型MCI（aMCI)时进一步加重。aMCI时可见海马CA3/1锥体细胞萎缩，内嗅皮层萎缩。内嗅皮层-海马环路内的穿通通路及白质微结构损伤，且在嗅觉任务下激活的脑区也显著减少。提示SCD时髓鞘完整性破坏引起脑内内嗅皮层-海马环路结构和功能连接的异常，导致认知能力进一步下降。本课题将采用神经心理学、超高分辨磁共振及先进算法，结合横向研究和纵向随访，深入分析SCD时内嗅皮层-海马环路影像学参数的模式识别特征，探寻预测SCD向aMCI、AD转化的生物学标志物，为AD的早期预警和个体化治疗提供重要依据。

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是一种最常见的神经系统退行性疾病， 65岁以上人群中患病率已达5~10%，且发病率呈逐年上升趋势。但是目前没有彻底治疗AD的方法，因此早期识别和早期干预尤为重要。主观认知障碍（SCD）是AD临床前期，轻度认知障碍（MCI）是AD的前驱期。我们的前期研究发现SCD时髓鞘完整性破坏引起脑内神经环路结构和功能连接的异常，导致认知能力进一步下降。.本项目在标书计划及前期研究结果基础上，结合本领域国内外最新报道进行了一系列实验，主要探讨了SCD时内嗅皮层-海马环路影像学参数的模式识别特征，探寻预测SCD向aMCI、AD转化的生物学标志物，为AD的早期预警和个体化治疗提供重要依据。本课题进展顺利，按计划完成标书内容。证实1）左半球海马相关的白质纤维束尤其是左钩束前额部分部分白质微结构损伤可以作为AD的诊断标记；2）上纵束、下纵束、额枕束的微结构病变病变与阿尔茨海默病进展有关；3）在AD前期的主观认知下降(Subjective cognitive decline，SCD）人群、遗忘型轻度认知障碍（amnestic mild cognitive impairment，aMCI） 患者脑内已经存在胼胝体额部等传导束的微结构损伤。表明白质微结构完整性破坏可能先于客观可测的记忆衰退，并与疾病发展有关。4）AD前期患者存在情景记忆的障碍，部分原因与执行功能受损有关，前额叶区域网络选择性参与调节右侧海马与右前额叶皮质之间的功能连接与之相关。这些结果有助于AD前期的无创性识别、疾病进展预测、治疗效果评价，提示了AD早期前额叶区域网络损伤在症状发展中的作用，为开展针对性的干预治疗提供了依据。