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对大脑结构形状的高级分析可能会追踪到阿尔茨海默氏病的进展

使用一种新颖的方法来分析侧重于形状而不是特定特征大小的大脑结构,可以识别处于阿尔茨海默氏病症状早期的个体。马萨诸塞州总医院(MGH)的一个研究人员小组使用先进的计算工具来分析标准MRI扫描的数据,报告患有阿尔茨海默氏病的人(包括在多年研究中被诊断出的人)的不对称程度更高-两者之间的形状差异很大大脑的左右两侧-关键的大脑结构。他们的研究已发表在《大脑》杂志上。

“我们的研究结果首次显示,海马和杏仁核的不对称性随疾病的严重程度而增加,超过与年龄相关的影响,”克里斯蒂安·沃辛格(Christian Wachinger)博士说,他曾是MGH马丁诺斯生物医学成像中心的主要作者,那个报告。“通过研究从轻度认知障碍到痴呆症的不对称发展,我们证明了那些结构和其他一些结构中更大的不对称性可以预测疾病的进展,并且可以作为一种生物标记物,可以早期发现痴呆症。”

Wachinger是由Martinos中心的Martin Reuter博士领导的团队的一部分,该团队开发了BrainPrint,这是一种计算机辅助系统,用于根据形状而不是结构的大小或体积来表示整个大脑。原本在描述2015年的文章中神经成像,BrainPrint似乎是准确的个体间的区分指纹。在同一期刊的最新论文中,Wachinger和Reuter演示了BrainPrint在自动诊断阿尔茨海默氏病中的用途。

当前的研究使用BrainPrint分析了(美国)美国国立卫生研究院资助的阿尔茨海默氏病神经成像计划(ADNI)的近700名参与者的一系列MR图像中的结构不对称性。参与该研究涉及入组时进行的MR脑成像,每6至12个月重复一次,并进行认知和基因检测。MGH研究通过至少三场MRI扫描分析了来自ADNI参与者的数据。参与者分为四组:进入研究时被诊断为可能患有阿尔茨海默氏症的人,没有痴呆症迹象的健康对照,可进行扫描的两到三年内轻度认知障碍的患者保持稳定,以及轻度认知的患者在研究期间发展为阿尔茨海默氏病的疾病。

BrainPrint对数据的分析显示,在痴呆症患者中,海马和杏仁核形状的最初半球间差异(已知是阿尔茨海默氏病中神经退行性部位的结构)在痴呆症患者中最高,而在健康对照者中最低。在最初被归类为轻度认知障碍的那些人中,基线不对称在那些进展为阿尔茨海默氏痴呆的人中更高,并且随着症状的发展而变得更大。不对称性增加还与较差的认知测验分数和皮质萎缩增加有关。

Brain论文的资深作者Reuter解释说:“多项研究表明,阿尔茨海默氏病在海马和杏仁核的不同亚结构中具有不同的作用。由于BrainPrint的形状描述符对结构中的细微变化比标准的更敏感。基于数量的措施,它们更适合于量化早期疾病的影响并预测未来的进展,这为导致这些不对称现象的机理开辟了新的研究方向,例如,除了淀粉样蛋白β的不对称分布外,这些差异可能反映了影响半球的疾病亚型。”

Wachinger现在是慕尼黑路德维希马克西米利安大学儿童与青少年精神病学,精神病学和心理治疗学系的神经生物学研究教授,他补充说:“我们与Martinos中心的同事合作,正在计划进一步探索形状不对称之间的关系建立稳定的轻度认知障碍者和将发展为阿尔茨海默氏症的人之间的区别具有重大的临床意义,因为它可以帮助选择适合进行疾病改变疗法的临床试验的个体。 ”

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