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# 健康科学# 放射線学と画像診断

アルツハイマー病と脳についての新しい発見

研究によると、アルツハイマー患者の脳には健康な人と比べて大きな変化があることがわかった。

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アルツハイマーが脳に与えるアルツハイマーが脳に与える影響が明らかにされた脳の大きな変化が見られるらしい。研究によれば、アルツハイマー病に関連した
目次

アルツハイマー病(AD)は、たくさんの高齢者に影響を与える一般的な認知症の一種だよ。脳を徐々に傷つけて、記憶喪失や混乱を引き起こすんだ。初期段階では、主に記憶に重要な脳の一部、海馬に影響が出るけど、病気が進むにつれて、他の脳のエリアにも影響が及んで、炎症や神経細胞の喪失を引き起こすんだ。

最近、ADを抱える高齢者の数がかなり増えてるよ。たとえば、マレーシアの研究では、年齢が高いこと、女性であること、教育が低いこと、特定の民族背景を持つことが認知症のリスクを高める要因として挙げられてる。2030年までに、マレーシアでは約261,000人が何らかの形の認知症を抱えると見積もられていて、人口の約0.72%を占めるんだ。

アルツハイマー病の診断

アルツハイマー病を診断するために一般的に使われるテストはいくつかあるよ。これにはモントリオール認知評価(MoCA)、ミニメンタルステート検査MMSE)、臨床認知症評価(CDR)スコアが含まれるんだ。これらのテストは役に立つけど、訓練を受けた専門家によるより詳細な評価の代わりにはならないよ。

MoCAは記憶や注意、言語などのさまざまな精神的スキルを評価する。MMSEは認知症をスクリーニングするのに役立ち、CDRは認知症症状の重症度を評価するよ。最近では、診断を確認するための脳画像技術の使用も増えてきてる。

アルツハイマー病における脳画像

MRIのような脳スキャンは、ADで脳に起こる物理的変化を研究するのに重要なんだ。ボクセルベースの形態計測(VBM)みたいな特定の画像技術を使うと、研究者は脳のさまざまなエリアを観察して、これらのエリアの大きさを測定できるよ。

灰白質の変化は、脳の神経細胞が大半を占める場所で、病気の初期に起こることが多いんだ。研究によると、ADの患者は、側頭頭頂葉のようなエリアで灰白質が最初に減少することが多いらしい。

構造的な画像に加えて、機能的MRI(fMRI)を使って、脳の異なる部分がどうやってお互いにコミュニケーションするかを調べることができるよ。これは脳内の血流を測定することで行われて、活動レベルを示すんだ。研究者は主に、記憶や他の認知機能に重要なデフォルトモードネットワーク(DMN)というネットワークに注目してる。研究によると、このネットワークの接続性は、ADの人たちの方が健康な人たちよりも低いことが多いんだ。

研究の目的

この研究の目的は、アルツハイマー病の人たちと健康な人たちの脳の構造と機能の違いを調べることだったんだ。研究者たちは、異なる脳のエリアがサイズ(灰白質の体積)や接続・コミュニケーション能力(機能的接続性)でどのように影響を受けているかを分析したかったんだ。

方法論

研究は倫理的に承認されて、マレーシアのいくつかの病院から参加者が募集されたよ。アルツハイマー病の人たちは、年齢を基準に健康な対照群と比較されたんだ。一連の認知テストが行われて、記憶、思考、日常生活の機能を評価したよ。

脳の構造を評価するために、高解像度のMRIスキャンが行われて、VBMを使って灰白質の体積を測定した。機能的な分析のために、安静時fMRIを行って、参加者が休んでいる間に脳の異なるエリアがどうやって一緒に働いているかを調べたんだ。

結果

人口統計情報

合計22人の参加者が研究に含まれて、11人がアルツハイマー病で、11人が健康な対照群だったんだ。参加者の平均年齢は異なっていて、ADグループの方が年長だった。研究では、認知テストのスコアに有意な違いが見られて、アルツハイマー病の人たちがかなり悪いパフォーマンスを示したよ。

認知評価

結果は、アルツハイマー病の参加者が健康な人たちに比べて、さまざまな認知テストで低いスコアを示したことを示しているんだ。MoCAとMMSEのテストは、ADグループにおける有意な認知障害を示していて、CDRスコアもADの参加者間で認知症の重症度の段階が異なることを示してるよ。

脳の構造分析

VBM分析では、脳の灰白質密度において、両グループ間で有意に異なるエリアが明らかになったよ。特に、灰白質の体積が減少した脳の領域には、下側頭回や特定の前頭部が含まれていて、これらの変化はアルツハイマー病で見られる認知障害と関連してるんだ。

機能的接続性分析

分析の別の部分では、異なる脳のエリアがどうやってコミュニケーションしているかに焦点が当てられたよ。研究者はfMRIデータのシードベースの分析を使用した。結果は、両グループにいくつかの活動的な領域があったけど、アルツハイマー群と健康な対照群の間で全体的な接続パターンに有意な違いは見られなかったんだ。

でも、アルツハイマーの参加者の中では、特にDMN内で接続性が減少しているエリアがあったよ。これは、これらのエリアが一緒に働く能力がアルツハイマー病で損なわれている可能性を示唆してる。

議論

この研究の結果は、アルツハイマー病が脳の構造と機能に目立った変化をもたらすという考えを支持しているよ。認知テストは、ADの参加者が健康な人たちよりもパフォーマンスが悪いことを効果的に示してるし、これは以前の研究と一致してる。

特定の脳領域での灰白質の体積の減少は、アルツハイマー病による脳の物理的変化をさらに強調しているし、2つのグループ間での機能的接続性に有意な違いがないことは、アルツハイマーが脳機能に影響を与える一方で、一部のコミュニケーションパターンは維持または何らかの方法で補償されているかもしれないことを示唆してるよ。

制限と今後の方向性

この研究はいくつかの制限に直面したんだ。一つの大きな制限は、参加者が少なかったこと。これが結果の一般化に影響を及ぼすかもしれないよ。COVID-19パンデミックの影響で、リクルートの課題も研究に影響を与えたし、スキャンに関連する問題で参加できなかった人もいて、データの除外が必要だったんだ。

今後の研究では、より多くて多様な参加者グループを含めて、より包括的なデータを得ることを目指すべきだね。さらに、人工知能のような先進技術を取り入れることで、アルツハイマー病に関連する特定の脳画像の特徴を特定して、診断精度を向上させることができるはず。

結論

この研究は、アルツハイマー病が脳の構造と機能にどう影響を与えるかについて貴重な洞察を提供したよ。灰白質の体積と機能的接続性の両方を調べることで、研究者たちは病気の影響を強調する重要な違いを見つけたんだ。この結果は、アルツハイマー病の人たちのためのより良い診断ツールや治療戦略を開発するために、今後の研究が必要であることを支持しているんだ。

オリジナルソース

タイトル: Seed-based morphometry of nodes in the default mode network among patients with Alzheimer's disease in Klang Valley, Malaysia

概要: The default mode network (DMN) is a prominent neural network in the human brain that exhibits a substantial association with Alzheimers disease (AD). Functional connectivity (FC) and grey matter volume (GMV) were reported to differ between AD and healthy controls (HC). Nevertheless, available evidence is scarce regarding the structural and functional alterations observed in individuals diagnosed with Alzheimers disease (AD) within the context of Malaysia. A prospective cross-sectional study was conducted in the Klang Valley region of Malaysia. A total of 22 participants were enlisted for the study, following a thorough clinical assessment completed by geriatricians. The participants underwent a series of neuropsychological tests, including the Montreal Cognitive Assessment (MoCA), Mini-Mental State Examination (MMSE), and Clinical Dementia Rating (CDR). The participants were classified into two groups, namely AD (Alzheimers disease) and HC (healthy controls), before the acquisition of resting-state functional magnetic resonance imaging (Rs-fMRI) images. The analysis of voxel-based morphometry (VBM) was conducted using SPM 12, a widely used software package in the field of neuroimaging, implemented in MATLAB. The primary objective of this analysis was to assess the grey matter volume (GMV). The CONN toolbox was employed to assess the functional connectivity (FC) and activation patterns of the nodes inside the default mode network (DMN). In this pilot project, a cohort of 22 participants was enlisted, consisting of 11 individuals with Alzheimers disease (AD) with an age range of 64-84 years (mean age 76.36 {+/-} 0.52) and 11 healthy controls (HC) with an age range of 64-79 years (mean age 69.91 {+/-} 5.34). In the Alzheimers disease (AD) group, there was a reduction in grey matter volume (GMV) observed in several brain regions when compared to the healthy control (HC) group. Specifically, decreased GMV was found in the right and left inferior temporal gyrus, left superior frontal gyrus, right superior frontal gyrus medial segment, right gyrus rectus, right temporal lobe, left putamen, and right precuneus, respectively. The significance level for the Rs-FC analysis was established at a cluster-size corrected p-value of less than 0.05. A notable reduction in the activation of the nodes within the default mode network (DMN) was observed in individuals with Alzheimers disease (AD) compared to healthy controls (HC). This drop was notably evident in the functional connectivity of the precuneus and anterior cingulate cortex in both AD and HC groups, as well as in the comparison between AD and HC groups. Resting-state functional magnetic resonance imaging (fMRI) can identify specific imaging biomarkers associated with Alzheimers disease by analysing grey matter volume (GMV) and default mode network (DMN) functional connectivity (FC) profiles. Consequently, there is promise for utilising resting- state fMRI as a non-invasive approach to enhance the detection and diagnosis of Alzheimers disease within the Malaysian community.

著者: Subapriya Suppiah, N. H. MOHAD AZMI, N. S. N. IBRAHIM, B. IBRAHIM, V. P. SERIRAMULU, M. Mohamad, T. Karuppiah, N. F. OMAR, N. IBRAHIM, R. M. Razali, N. H. Harrun, H. M. Sallehuddin, N. Syed Nasser, U. Ahmad

最終更新: 2023-08-31 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.08.29.23294758

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.08.29.23294758.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた medrxiv に感謝します。

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