主观认知下降伴担忧人群的认知储备机制:默认模式网络-视觉网络连接支持结构脆弱性下的情景记忆

【字体: 时间:2025年07月06日 来源:BMC Geriatrics

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  本研究针对主观认知下降伴担忧(SCD+)人群这一阿尔茨海默病(AD)高风险群体,通过多模态MRI技术揭示了后部海马体积减少与默认模式网络(DMN)-视觉网络(VN)功能连接增强的神经特征。研究人员发现DMN-VN连接强度可调节海马结构损伤与情景记忆(EM)表现的关系,为理解SCD+人群认知储备(CR)机制提供了新证据,对AD早期干预具有重要临床价值。

  

随着全球老龄化加剧,阿尔茨海默病(AD)的早期识别成为研究热点。其中,主观认知下降伴担忧(SCD+)人群尤为特殊——他们虽未达到临床诊断标准,但持续的记忆担忧使其未来AD风险升高1.5-2.5倍。更令人困惑的是,这些人群往往表现出完整的情景记忆(episodic memory, EM)能力,而脑结构却已出现AD相关变化。这种"行为-脑结构分离"现象背后,是否隐藏着未知的神经补偿机制?北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室的Jiang Lanli团队在《BMC Geriatrics》发表的研究,通过创新性的"结构-功能-行为"通路模型,揭开了这一谜题的关键环节。

研究团队依托北京老龄化脑 rejuvenation 计划(BABRI)社区队列,采用多模态磁共振技术,对418名受试者(含109名正常对照NC、117名SCD、113名SCD+和79名轻度认知障碍MCI)进行系统评估。关键技术包括:1)基于体素的形态学分析(VBM)检测灰质体积(GM)差异;2)任务态fMRI结合心理生理交互(PPI)分析网络连接;3)调节模型验证DMN-VN连接对海马结构与记忆表现的调控作用。

主要结果

认知行为特征
SCD+组在听觉词语学习测试(AVLT-N1-N5)和复杂图形延迟回忆(ROCF-delay)等标准化测试中,表现与SCD组无显著差异,但显著优于MCI组。在fMRI记忆任务中,两组编码准确率(0.97 vs 0.96)和辨别力指数(d'=2.38 vs 2.55)也保持相当,证实其情景记忆功能保留。

结构影像发现


VBM分析显示SCD+组右侧海马旁回灰质体积显著小于SCD组(坐标30,-27,-16.5; T=3.713)。分区分析进一步揭示后部海马(posterior hippocampus, poHIP)体积缩减趋势,且与记忆评分呈正相关(r=0.161)。皮质厚度分析显示AD特征脑区(内嗅皮层、颞中回等)存在NC→SCD→SCD+→MCI的渐进性变薄。

功能网络特征


任务态fMRI显示SCD+组在记忆编码期呈现更强的DMN-VN连接(含左颞下回-左梭状回通路),在提取期则表现出视觉网络-海马等广泛连接增强。这种超常激活模式与SCD组形成鲜明对比。

认知储备机制验证


关键调节模型显示:在SCD+组中,DMN-VN连接强度显著调节poHIP体积与编码准确率的关系(β=-0.30, △R2=0.11)。当DMN-VN连接较强时,即使poHIP体积较小仍能维持较高记忆准确率,证实该通路具有认知储备功能。

结论与展望
该研究首次阐明SCD+人群通过增强DMN-VN功能连接代偿后部海马结构损伤的神经机制,为"认知储备"理论提供了直接证据。这种代偿模式可能具有双刃剑效应:短期维持认知功能,但长期或加速神经元代谢负担。研究成果对AD早期筛查具有重要价值——DMN-VN连接强度或可作为SCD+向MCI转化的预测指标。未来研究需结合Aβ-PET等分子影像,追踪这一代偿网络随AD进展的动态变化规律。

北京师范大学团队建立的"结构-功能-行为"多维分析框架,为理解神经退行性疾病的早期代偿机制树立了新范式。该成果不仅深化了对SCD+群体神经特征的认识,也为开发针对认知储备的干预策略(如神经反馈训练)提供了精准靶点。随着BABRI队列的长期随访,这些发现将在AD二级预防领域持续产生深远影响。

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