Συσχετίσεις μεταξύ των ικανοτήτων εκτελεστικών λειτουργιών, του ελεύθερου νερού και της μικροδομής της λευκής ύλης στην πρώιμη ηλικία Μέρος 1

ΑΦΗΡΗΜΕΝΗ

Ιστορικό:

Μελέτες έχουν διερευνήσει τη μικροδομή της λευκής ουσίας σχετικά με τις καθυστερημένες γνωστικές βλάβες, με μέτρα κλασματικής ανισοτροπίας (FA) και μέσης διάχυσης (MD) που πιστεύεται ότι καταγράφουν την απομυελίνωση και την υποβάθμιση των νευραξόνων.

Η γνωστική εξασθένηση στα τέλη της ζωής είναι ένα σύμπτωμα κατά το οποίο η μνήμη των ανθρώπων σταδιακά μειώνεται και η ικανότητα σκέψης τους γίνεται αργή καθώς γερνούν. Ενώ αυτό είναι ένα κοινό φαινόμενο μεταξύ των ηλικιωμένων, η γνωστική εξασθένηση είναι πολύ λιγότερο συχνή μεταξύ των ανθρώπων που είναι καλοί στο να διατηρούν μια θετική στάση.

Διάφορες μελέτες έχουν βρει ότι η διατήρηση της σωματικής και ψυχικής υγείας είναι πολύ ωφέλιμη για την πρόληψη και την ανακούφιση της γνωστικής έκπτωσης στη μετέπειτα ζωή. Συγκεκριμένα, τα ακόλουθα σημεία είναι πολύ σημαντικά:

Πρώτα, κρατήστε τον εαυτό σας υγιή. Η σωματική δραστηριότητα και η άσκηση μπορούν όχι μόνο να κάνουν το σώμα να λειτουργεί πιο υγιές, αλλά το πιο σημαντικό, έχει μεγάλη προστατευτική επίδραση στη γνωστική ικανότητα του εγκεφάλου. Ως εκ τούτου, η μέτρια άσκηση και η σωματική δραστηριότητα μπορούν να βοηθήσουν τους ανθρώπους να διατηρήσουν τη διανοητική διαύγεια και τη σωματική υγεία στα τελευταία τους χρόνια και να αποτρέψουν τη γνωστική εξασθένηση πριν εμφανιστεί.

Δεύτερον, υιοθετήστε μια θετική στάση. Τα παράπονα και οι αρνητικές σκέψεις βλάπτουν αναμφίβολα τη σωματική και ψυχική υγεία. Αντίθετα, η θετική στάση και η αισιοδοξία μπορούν να μειώσουν σημαντικά τον κίνδυνο γνωστικής εξασθένησης. Επομένως, συνιστάται τα άτομα στα τελευταία τους χρόνια να συμμετέχουν σε περισσότερες κοινωνικές δραστηριότητες για να διατηρήσουν τη σκέψη τους ενεργή και μπορούν επίσης να μάθουν κάποιες νέες δεξιότητες για να βελτιώσουν το γνωστικό τους επίπεδο, όπως γλώσσα, μουσική κ.λπ.

Τρίτον, η διατροφή πρέπει να είναι υγιεινή. Για τους ηλικιωμένους, η διαιτητική διατροφή είναι επίσης εξαιρετικά σημαντική. Η εστίαση σε μια δίαιτα χαμηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά, χαμηλή σε ζάχαρη, χαμηλή περιεκτικότητα σε αλάτι και υψηλή σε πρωτεΐνες και η κατανάλωση μιας δίαιτας που περιέχει φρούτα και λαχανικά και δημητριακά ολικής αλέσεως μπορεί να προστατεύσει την υγεία του σώματος και του εγκεφάλου και να μειώσει τη βλάβη στη γνωστική ικανότητα που προκαλείται από ασθένεια.

Τέλος, πρέπει να ξεκαθαρίσουμε ότι η γνωστική εξασθένηση στα τέλη της ζωής είναι μια ασθένεια που μπορεί να προληφθεί μέσω της αυτο-αλλαγής και της αυτοδιαχείρισης. Μέσω των παραπάνω μεθόδων και προσαρμογών της ζωής, οι άνθρωποι στα τελευταία τους χρόνια μπορούν να κερδίσουν καλύτερα την ευτυχία από τη ζωή και να μειώσουν τον κίνδυνο γνωστικής έκπτωσης. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη και το Cistanche deserticola μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη, επειδή το Cistanche deserticola είναι ένα παραδοσιακό κινέζικο φαρμακευτικό υλικό που έχει πολλά μοναδικά αποτελέσματα, ένα από τα οποία είναι η βελτίωση της μνήμης. Η αποτελεσματικότητα του κιμά προέρχεται από τα διάφορα ενεργά συστατικά που περιέχει, όπως οξύ, πολυσακχαρίτες, φλαβονοειδή κ.λπ. Αυτά τα συστατικά μπορούν να προάγουν την υγεία του εγκεφάλου με διάφορους τρόπους.

Κάντε κλικ στο Μάθετε 10 τρόπους για να βελτιώσετε τη μνήμη

Ωστόσο, οι νέες μέθοδοι μετα-επεξεργασίας επιτρέπουν την απομόνωση του ελεύθερου νερού (FW), το οποίο συλλαμβάνει τις συνεισφορές του εξωκυττάριου υγρού, όπως η ατροφία και η νευροφλεγμονή, από συστατικά των ιστών.

Το FW φαίνεται επίσης να είναι πολύ σχετικό με τη γνωστική εξασθένηση στα τέλη της ζωής. Εδώ, αξιολογήσαμε εάν οι εκτελεστικές λειτουργίες σχετίζονται με το FW και το FA και το MD διορθώθηκαν για FW (FAFWcorr και MDFWcorr).

Μέθοδος:

Εξετάσαμε 489 άντρες χωρίς άνοια στη μελέτη για τη γήρανση της εποχής του Βιετνάμ (VETSA) σε μέση ηλικία 68 ετών. Δύο λανθάνοντες παράγοντες που αποτυπώνουν τις διαδικασίες της «κοινής εκτελεστικής λειτουργίας» και της «ειδικής μνήμης εργασίας» εκτιμήθηκαν με βάση 6 εργασίες.

Οι αναλύσεις επικεντρώθηκαν σε 11 οδούς λευκής ουσίας του φλοιού σε τρεις μετρήσεις: FW, FAFWcorr και MDFWcorr.

Αποτελέσματα:

Η καλύτερη «κοινή εκτελεστική λειτουργία» συσχετίστηκε με χαμηλότερο FW σε 9 από τις 11 οδούς. Δεν υπήρξαν σημαντικές συσχετίσεις με τις ενδοκυτταρικές μετρήσεις μετά από λανθασμένη διόρθωση του ποσοστού ανακάλυψης. Τα αποτελέσματα εμφανίστηκαν επίσης από άτομα με MCI (13,7% του δείγματος).

Οι εργασίες που σχετίζονται με τη μνήμη εργασίας έδειξαν κάποιες συσχετίσεις με το FAFWcorr, συμπεριλαμβανομένου του τριγωνικού τμήματος της κάτω μετωπιαίας γύρος. Δεν υπήρχε καμία ένδειξη ότι το γνωστικό απόθεμα (δηλαδή, η γενική γνωστική ικανότητα που αξιολογήθηκε στην πρώιμη ενήλικη ζωή) μετόπισε αυτές τις συσχετίσεις μεταξύ της εκτελεστικής λειτουργίας και του FW ή FA.

Συζήτηση:

Οι ικανότητες εκτελεστικής λειτουργίας στην πρώιμη ηλικία συνδέονται κυρίως με το εξωκυττάριο υγρό (FW) σε αντίθεση με τη λευκή ουσία (FAFWcorr ή MDFWcorr). Οι αναλύσεις μετριοπάθειας πρότειναν ότι το γνωστικό απόθεμα δεν παίζει ισχυρό ρόλο σε αυτές τις συσχετίσεις, τουλάχιστον σε αυτό το δείγμα ανδρών που δεν έχουν άνοια.

1. Εισαγωγή

Οι εκτελεστικές λειτουργίες (EF) είναι ικανότητες γνωστικού ελέγχου που ρυθμίζουν τη σκέψη και τη δράση (Friedman and Miyake, 2017, Miyake and Friedman, 2012). Τα EF είναι μερικές από τις πρώτες γνωστικές ικανότητες που μειώνονται κατά τη γήρανση, με λέπτυνση του φλοιού να εμφανίζεται στις σχετικές περιοχές του εγκεφάλου τους (Bakkour, Morris, Wolk, & Dickerson, 2013; Buckner, 2004; Fjell et al., 2009; Huizinga, Dolan, & van der Molen, 2006).

Τα ελλείμματα EF είναι επίσης εμφανή στα αρχικά στάδια της νόσου του Alzheimer και της ήπιας γνωστικής εξασθένησης (MCI; Baudic et al., 2006; Junquera et al., 2020; Kirova, Bays, & Lagalwar, 2015; Ramanan et al., 201). Η μελέτη τους είναι εξαιρετικά σημαντική για τη γνωστική γήρανση. Ωστόσο, η πολυεπίπεδη φύση των EF έχει εμποδίσει την κατανόησή μας για τις συσχετίσεις τους με τη δομή του εγκεφάλου.

Ο στόχος αυτής της μελέτης ήταν να ρίξει φως στα νευρικά υποστρώματα του EF στην πρώιμη τρίτη ηλικία (μέση ηλικία 68 ετών) εξετάζοντας συσχετίσεις με τη μικροδομή της λευκής ουσίας, ενώ επίσης συνυπολογίζει το ελεύθερο νερό (FW), εξωκυττάριο υγρό που μπορεί να απομονωθεί από σχόλια ιστού σε μέτρα κλασματικής ανισοτροπία (FA) και μέση διάχυση (MD) χρησιμοποιώντας τεχνικές μετα-επεξεργασίας (Pasternak et al., 2009).

Επιπλέον, για να προωθήσουμε την κατανόησή μας για τον πιθανό ρόλο του γνωστικού αποθέματος σε αυτές τις συσχετίσεις, αξιολογήσαμε εάν αυτές οι συσχετίσεις μετριάζονται από τη γενική γνωστική ικανότητα που μετράται στη νεαρή ενήλικη ζωή (μέση ηλικία 20 ετών).

2. Πλαίσιο εκτελεστικής λειτουργίας

Τα EF συλλαμβάνουν ένα ετερογενές σύνολο διαδικασιών, με μέτρα που περιλαμβάνουν συνήθως δοκιμές αναστολής ισχυρής απόκρισης, ενημέρωση μνήμης εργασίας ή/και μετατόπιση συνόλου εργασιών (Miyake and Friedman, 2012, Miyakeet al., 2000).

Αυτές οι διεργασίες EF έχουν μέτρια έως υψηλή συσχέτιση μεταξύ τους, ειδικά σε επίπεδο λανθάνουσας δομής (Friedmanet al., 2008; Gustavson et al., 2018b; Miyake et al., 2000; Vaughan & Giovanello, 2010).

Ένα μοντέλο με μεγάλη επιρροή – το μοντέλο unity/diversity – έχει επισημάνει αυτήν την κοινή διακύμανση σε πολλούς υποτομείς EF και τη μοντελοποιεί ως έναν λανθάνοντα παράγοντα «Κοινό EF» (Friedmanet al., 2008; Gustavson et al., 2018b; Miyake and Friedman, 2012 ).

Η γενική διακύμανση που αντικατοπτρίζεται στο Common EF αντιπροσωπεύει τις ικανότητες διαχείρισης στόχων που απαιτούνται για την έναρξη μιας εργασίας και την επιδίωξη στοχευόμενων ενεργειών έναντι άλλων περισπασμών (Friedman and Miyake, 2017· Miyakeand Friedman, 2012) και αυτό το μοντέλο έχει δείξει καλή εφαρμογή δειγμάτων σε όλη τη διάρκεια ζωής (Engelhardt et al., 2015; Freis et al., 2021; Friedman et al., 2016; Gustavson et al., 2018a).

Ανάλογα με τη διαθεσιμότητα των δεδομένων, άλλοι παράγοντες είναι κατάλληλοι για τη διακύμανση της σύλληψης ειδικά για έναν υποτομέα EF και όχι για τους άλλους (π.χ. διακύμανση ειδικής μνήμης εργασίας).

Η διακύμανση που σχετίζεται με τη μνήμη εργασίας είναι ιδιαίτερου ενδιαφέροντος επειδή έχει προταθεί να αντικατοπτρίζει την πύλη στα βασικά γάγγλια (Friedman and Miyake, 2017), αλλά είναι επίσης ισχυρά γενετικά συσχετισμένη με τη νοημοσύνη (Friedman et al., 2008; Gustavsonet al., 2022a). υποδηλώνοντας ότι οι νευρικοί του συσχετισμοί θα μπορούσαν να κατανεμηθούν σε όλο τον εγκέφαλο.

Στο δείγμα της Δίδυμης Μελέτης της Γήρανσης της Εποχής του Βιετνάμ (VETSA) που αναλύθηκε εδώ, το μοντέλο μας για το EF περιλαμβάνει κοινούς παράγοντες EF και WorkingMemory-Specific, που και οι δύο δείχνουν ισχυρή σταθερότητα στη μέση ηλικία (Gustavson et al., 2018a).

Η διαχρονική μείωση του κοινού παράγοντα EF στα τρία πρώτα κύματα του VETSA (μέση ηλικία 56 έως 68 ετών) σχετίζεται επίσης με υψηλότερους γενετικούς κινδύνους νόσου Alzheimer (Gustavson et al., 2022b) και μεγαλύτερη αυτοαναφερόμενη υποκειμενική γνωστική έκπτωση στο ίδιο παράθυρο (Gustav al., 2021).

Αυτά τα ευρήματα υπογραμμίζουν τη σημασία της μελέτης των νευρωνικών συσχετίσεων του EF κατά τη μετάβαση από την ύστερη μέση ηλικία στην πρώιμη τρίτη ηλικία.

3. Μέτρηση μικροδομής λευκής ουσίας

Οι πιο συνηθισμένες μετρήσεις για την αξιολόγηση της μικροδομής της λευκής ουσίας στις μελέτες της γνωστικής γήρανσης είναι η FA και η MD.

Το FA ποσοτικοποιεί την κατευθυντική διάχυση μέσα σε ένα δεδομένο voxel (με υψηλότερο FA που αντιστοιχεί σε ισχυρότερη κατευθυντικότητα) και πιστεύεται ότι αντιπροσωπεύει την πυκνότητα και τη συνοχή των περιοχών της λευκής ουσίας.

Η MD αντιπροσωπεύει τη μέση διαχυτικότητα των υδατομορίων μέσα σε ένα voxel ανεξάρτητα από την κατεύθυνση και μπορεί να αντανακλά μια μείωση της νευροπίλης ή μια αύξηση στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό (Alexander, Lee, Lazar, & Field, 2007; Clark et al., 2011; Selemon & Goldman-Raic , 1999). Τυπικά, η καλύτερη γνωστική λειτουργία συνδέεται με υψηλότερη FA και χαμηλότερη MD (Bennett and Madden, 2014; Charlton et al., 2006; Mabbott et al., 2006).

Οι τάσεις που σχετίζονται με την ηλικία υποδεικνύουν ότι η FA αυξάνεται στην πρώιμη ενήλικη ζωή προτού μειωθεί σε όλη την υπόλοιπη διάρκεια ζωής (Westlye et al., 2010) με την MD να εμφανίζει το αντίθετο μοτίβο (μειώνεται κατά την πρώιμη ενήλικη ζωή πριν αυξηθεί αργότερα στη ζωή).

Έτσι, η μειωμένη FA σε ηλικιωμένους πληθυσμούς πιστεύεται ότι σχετίζεται με την υποβάθμιση των νευραξόνων και την απομυελίνωση (Beaulieu, 2002) και με τη γνωστική έκπτωση στη φυσιολογική γήρανση και την AD (Bozzali et al., 2012; Cremerset al., 2016; Kennedy and Raz, 2009; Mielke et al., 2012).

Αντίθετα, η αυξημένη MD σε φυσιολογική γήρανση και AD μπορεί να αντικατοπτρίζει μια μείωση στις αυξήσεις των νευροπιλορών στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό (Alexander et al., 2007; Clark et al., 2011; Selemon & Goldman-Rakic, 1999).

Είναι σημαντικό ότι οι νέες τεχνικές μετα-επεξεργασίας επιτρέπουν πλέον την απομόνωση εξωκυτταρικού υγρού (FW) από συστατικά ιστών της μικροδομής της λευκής ουσίας (Pasternak et al., 2009).

Τέτοια μέτρα αποδίδουν FA και MD μέτρα που διορθώνονται για FW και επομένως επικεντρώνονται στην ενδοκυτταρική διάχυση (εφεξής FAFWcorr και MDFWcorr). Πέρα από αυτό, το FW μπορεί να είναι χρήσιμο καθώς σχετίζεται με αντικειμενικές γνωστικές εκτιμήσεις και γνωστική αλλαγή (Archer et al., 2020), αυτοαντιλαμβανόμενη γνωστική έκπτωση (Archer et al., 2021) και είναι αυξημένο σε MCI και AD (Maier-Hein et al., 2015) ακόμη και μετά από διόρθωση για υπερεντάσεις λευκής ουσίας (Dumontet al., 2019).

Επιπλέον, τέτοια γνωστικά μέτρα δεν φαίνεται να σχετίζονται με τα μέτρα FAFWcorr και MDFWcorr (Archer et al., 2020), αυξάνοντας έτσι την πιθανότητα ότι προηγούμενα ευρήματα για FA και MD μπορεί να έχουν οδηγηθεί από τον FW. Τα μέτρα FW πιστεύεται ότι αντιπροσωπεύουν έναν συνδυασμό FW στον εξωκυτταρικό χώρο και μόλυνση FW από εγκεφαλονωτιαίο υγρό σε γειτονικά voxels.

Η αυξημένη FW μπορεί επίσης να υποδηλώνει νευροφλεγμονή, ατροφία ή διάσπαση των κυτταρικών μεμβρανών της μυελίνης (Dumont et al., 2019; Gullett et al., 2020; Pasternak, Shenton, & Westin, 2012). Ως εκ τούτου, η συνεχιζόμενη μελέτη τους για τη γνωστική λειτουργία κατά τη μέση ηλικία και την πρώιμη ηλικία θα βοηθήσει να ρίξει φως στις νευρογνωστικές αλλαγές και τον κίνδυνο για AD.

4. Εκτελεστική λειτουργία και μικροδομή λευκής ουσίας

Σε μια από τις λίγες μελέτες νεότερων ενηλίκων που εξέτασαν τη μικροδομή της λευκής ύλης χρησιμοποιώντας έναν κοινό παράγοντα EF, οι μεμονωμένες διαφορές στην Κοινή EF συσχετίστηκαν με μεγαλύτερη FA στη δεξιά άνω διαμήκη περιτονία (SLF). Έφυγαν από την πρόσθια ακτινοβολία του θαλάμου (Smolker, Friedman, Hewitt, & Banich, 2018). Η εξειδίκευση της ενημέρωσης της μνήμης εργασίας δεν συσχετίστηκε με τα μέτρα μικροδομής της λευκής ουσίας και η ειδική ικανότητα μετατόπισης συσχετίστηκε με την MD σε όλο τον εγκέφαλο. Ωστόσο, όπως σημειώθηκε παραπάνω, δεν είναι σαφές εάν τα ευρήματα από τα μέτρα FA και MD σε αυτήν την προηγούμενη εργασία μπορεί να βασίζονται στο FW.

Μελέτες δειγμάτων ενηλίκων μεγαλύτερης ηλικίας που εξέτασαν συσχετίσεις μεταξύ EF και FW είχαν σχετικά υψηλά ποσοστά ατόμων με άνοια MCIor και επικεντρώθηκαν σε σύνθετες βαθμολογίες EF που ρίχνουν φως σε κοινές αλλά όχι συγκεκριμένες πτυχές της EF (Archer et al., 2020; Ji et al. , 2017, Maillard et al., 2019).

Για παράδειγμα, σε μια μελέτη 319 ηλικιωμένων ενηλίκων (M=72–73 ετών· 49 % MCI), η EF συσχετίστηκε με κατώτερο FW πολλαπλές οδούς λευκής ουσίας του φλοιού, συμπεριλαμβανομένου του fornix, του κατώτερου διαμήκους περιτονίου, του tapetum, του uncinate fasciculus, δέσμη & cingulum, αλλά δεν σχετίζεται με το FAFWcorr σε αυτές τις ίδιες οδούς (Archer et al., 2020).

Another study (M = 78 years; >Το 50 % MCI ή άνοια) έδειξε ότι τα βασικά επίπεδα του παγκόσμιου FW συσχετίστηκαν με διατομικές και διαχρονικές αλλαγές στο EF και στην επεισοδιακή μνήμη, αλλά ότι τα FAFWcorr και MDFWcorr δεν συσχετίστηκαν με EF ή μνήμη (Maillard et al., 2019).

Τέλος, σε ασθενείς με AD, το FW συσχετίστηκε με EFs σε όλες σχεδόν τις περιοχές της λευκής ουσίας, καθώς και με χαμηλότερο FA στις αμφοτερόπλευρες μετωπιαίες, βρεγματικές και ινιακές ίνες (Ji et al., 2017).

Αυτά τα ευρήματα υπογραμμίζουν τη σημασία της άμεσης μοντελοποίησης των μελετών FW της EF καθώς η κοινή EF μπορεί να σχετίζεται κυρίως με το εξωκυττάριο υγρό (δηλ. FW) παρά με τη μικροδομή της ενδοκυτταρικής λευκής ουσίας (δηλαδή, FA και MD), με συσχετίσεις με FA να παρατηρούνται μόνο σε ασθενείς με άνοια.

Τα μέτρα της εξωκυτταρικής διάχυσης μπορεί να είναι πιο ευαίσθητα σε ανεπαίσθητες διαφορές στη δομική ακεραιότητα σε σύγκριση με τα ενδοκυτταρικά μέτρα, επομένως το FW αντιπροσωπεύει ένα ιδιαίτερα σχετικό μέτρο για την αξιολόγηση της υγείας του εγκεφάλου στην πρώιμη τρίτη ηλικία.

Επιπλέον, επειδή οι μελέτες έχουν επικεντρωθεί σε σύνθετα μέτρα, έχουν εξετάσει εάν αυτές οι συσχετίσεις με το FW παρατηρούνται για το CommonEF έναντι άλλων ειδικών στοιχείων EF (π.χ., ειδικά για τη μνήμη εργασίας).

For more information:1950477648nn@gamil.com