Applicazione dell'analisi di causalità di Granger del diretto collegamento funzionale nella malattia di Alzheimer e Mild Cognitive Impairment

Summary

In base allo stato di riposo risonanza magnetica funzionale in con analisi di causalità di Granger, abbiamo studiato le alterazioni nella connettività funzionale diretta tra la corteccia del cingulate posteriore e l'intero cervello in pazienti con malattia di Alzheimer (AD), pazienti con danno conoscitivo delicato (MCI) e controlli sani.

Abstract

Connettività funzionale alterata in Default modalità rete (DMN) possono essere coinvolti nella progressione della malattia di Alzheimer (AD). La corteccia del Cingulate posteriore (PCC) è un indicatore potenziale di imaging per monitorare la progressione dell'annuncio. Gli studi precedenti non concentrarsi sulla connettività funzionale tra i nodi nelle regioni di fuori del DMN e PCC, ma il nostro studio è un tentativo di esplorare questi collegamenti funzionali trascurati. Per la raccolta di dati, abbiamo usato la formazione immagine a risonanza magnetica funzionale (fMRI) e analisi di causalità di Granger (GCA). fMRI fornisce un metodo non invasivo per lo studio delle interazioni dinamiche tra le regioni differenti del cervello. GCA è un test di ipotesi statistiche per determinare se una tantum serie è utile nella previsione di un altro. In termini semplici, è giudicato confrontando il "conosciuto tutte le informazioni all'ultimo momento, la distribuzione della probabilità di X in questo momento" e il "noto tutte le informazioni all'ultimo momento tranne Y, la distribuzione della probabilità di X in questo momento", per determinare se esiste una relazione causale tra X e Y. Questa definizione si basa sull'origine di informazioni complete e la sequenza cronologica stazionario. Il passo principale di questa analisi è quello di utilizzare X e Y per stabilire l'equazione di regressione e disegnare una relazione causale di un ipotetico test. Poiché GCA possa misurare effetti causali, abbiamo usato per indagare l'anisotropia della connettività funzionale ed esplorare la funzione di hub del PCC. Qui, abbiamo proiettato 116 partecipanti per l'esame di MRI, e dopo i dati ottenuti dal neuroimaging di pre-elaborazione, abbiamo usato GCA per derivare il rapporto causale tra ogni nodo. Infine, abbiamo concluso che il collegamento diretto è significativamente differente fra i danno cognitivo lieve (MCI) e gruppi di annunci sia dal PCC al cervello intero intero cervello al PCC.

Introduction

Annuncio è una malattia degenerativa del sistema nervoso centrale che può essere diagnosticata usando l'istopatologia, elettrofisiologia e neuroimaging¹. Il DMN legati alla memoria è un sistema vitale delle regioni del cervello interagiscono associati con l'annuncio, e la sua funzione anormale è caratteristica di annuncio^2,3. Il PCC è una regione importante della rete tradizionale predefinito in stato di riposo e gioca un ruolo fondamentale nella memoria episodica, attenzione spaziale, autovalutazione e altre funzioni cognitive^4,5

Protocol

Questo studio è stato approvato dal Comitato Etico dell'Ospedale Provinciale del Popolo di Zhejiang. Ogni soggetto arruolato ha firmato un consenso informato scritto.

1. Classificazione e screening dei campioni

1. Diagnosticare e dividere 116 pazienti in gruppi AD e MCI.
   NOTA: Utilizzare i criteri diagnostici del 2011 del National Institute of Neurological and Communicative Disorders and Stroke and the Alzheimer's Disease and Related Disorders Association (NINCDS-ADRDA) e i criteri del Mini-Mental State Examination (MMSE) per l'identificazione e la classificazione dell'MCI, descritti in dettaglio in Yu et al.

Results

Informazioni demografiche

La tabella 1 presenta le caratteristiche dei soggetti. Tutte le materie avevano un livello di istruzione di scuola media o superiore. L'età, il sesso e il livello di istruzione erano simili tra i tre gruppi (P >0,05), mentre i punteggi MMSE erano significativamente diversi (p <0,01).

Connettività funzionale c.......

Discussion

Questo rapporto presenta un processo per confrontare il diretta connettività funzionale da PCC da tutto il cervello e il cervello al PCC tra D.C., gruppi di controllo e di MCI. Inoltre, un passo fondamentale in questo processo è la classificazione e la selezione del campione prima dell'esperimento. Così, la classificazione e criteri di selezione sono cruciali perché la precisione dei risultati possa essere influenzata se sono errate. Come elencati nel protocollo, abbiamo usato i criteri diagnostici di NINCDS-ADRDA 2011 e.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
116 pazienti	Provincia di Zhejiang Questo		studio è stato approvato dal comitato etico del Popolo Provinciale di Zhejiang s ospedale. Ogni soggetto arruolato ha firmato un modulo di consenso informato scritto.
Scanner MRI Siemens Trio 3.0 T	Siemens, Erlangen, Germania	20571	Dotato di AudioComfort che riduce il rumore acustico fino al 90%; Fornisce prestazioni elevate con un basso livello di rumorosità; Bobina ultra leggera; Design unico della sequenza di risonanza magnetica; Supporta fino a 400 libbre senza restrizioni.
RESTplus	Hangzhou Normal University, Hangzhou, Zhejiang, Cina	20160122	RESTplus si è evoluto da REST (Resting-State fMRI Data Analysis Toolkit), un comodo toolkit per calcolare la connettività funzionale (FC), l'omogeneità regionale (ReHo), l'ampiezza della fluttuazione a bassa frequenza (ALFF), l'ALFF frazionario (fALFF), la causalità di Gragner, la centralità del grado, la connettività omotopica a specchio voxel (VMHC) ed eseguire analisi statistiche.
DPARSF	Hangzhou Normal University, Hangzhou, Zhejiang, Cina	130615	Data Processing Assistant for Resting-State fMRI (DPARSF) è un comodo software plug-in all'interno di DPABI, basato su SPM. Devi solo organizzare i tuoi file DICOM e fare clic su alcuni pulsanti per impostare i parametri, DPARSF fornirà quindi tutti i dati pre-elaborati, la connettività funzionale, ReHo, ALFF/fALFF, il grado di centralità, la connettività omotopica a specchio voxel (VMHC).
SPSS	SPSS Inc., Chicago, IL, USA-SPSS		offre opzioni di analisi dettagliate per esaminare più a fondo i tuoi dati e individuare tendenze che potresti non aver notato.