基于源形态计量学的脑结构协变网络预测认知老化：十年纵向研究揭示关键神经标记物

本研究通过源形态计量学(SBM)技术，对37名中老年受试者进行10年追踪，首次系统评估了基线脑结构协变网络(SCNs)对认知老化的预测价值。研究发现丘脑-皮层网络(IC1)和小脑-视觉-颞叶网络(IC2)分别显著预测工作记忆和整体认知功能，且这些关系受APOE基因型、性别和基线认知水平的显著调节。该研究为认知老化的早期预测提供了可靠的神经影像标记物，发表于《NeuroImage》。

　　

随着全球人口老龄化加剧，认知功能衰退已成为重大公共卫生挑战。尽管功能连接变化在老化过程中的作用已被广泛研究，但结构协变网络(SCNs)的预测价值仍不清楚。更关键的是，个体差异如何影响脑结构与认知功能的关系尚不明确，这限制了精准预测模型的建立。为此，来自中国科学院心理研究所的研究团队开展了一项长达10年的纵向研究，首次系统评估了基线脑结构协变网络对认知老化的预测价值，并揭示了APOE基因型、性别和基线认知水平的调节作用。该研究发表在神经影像学顶级期刊《NeuroImage》上。

研究人员采用源形态计量学(SBM)这一创新技术，对37名54.97±1.14岁的中老年受试者进行追踪。研究整合了结构磁共振成像(sMRI)和认知评估数据，通过独立成分分析(ICA)提取出12个结构协变网络，并采用混合效应模型和多元回归分析评估这些网络与认知功能的关系。特别关注了APOE ε4基因型、性别和基线认知表现的调节效应。外部验证使用了达拉斯寿命脑研究(DLBS)队列数据。

研究结果部分，"3.1. Demographic and Clinical Characteristics"显示样本平均年龄54.97岁，62.16%为男性，29.73%为APOE ε4携带者。"3.2. Longitudinal Cognitive Changes"发现延迟言语记忆(LM II)显著改善，而连线测验A部分(TMT-A)完成时间增加，教育水平对多项认知功能有显著影响。"3.3. Independent Component Analysis and Correlation with Cognitive Performance"通过SBM识别出12个独立成分，其中IC10与前扣带回和楔前叶相关，与TMT-A呈负相关。"3.4. Predictors of Cognitive Change Over Time"显示丘脑-皮层网络(IC1)强烈预测工作记忆(β=-3.12)，小脑-视觉-颞叶网络(IC2)预测整体认知功能(β=0.37)。"3.5. External Validation of Key Findings"在DLBS队列中验证了主要发现，特别是IC1和IC2的稳定性。

讨论部分指出，丘脑-皮层网络(IC1)与工作记忆的负相关可能反映了该网络在自我参照思维中的干扰作用。小脑-视觉-颞叶网络(IC2)对整体认知功能的预测凸显了小脑在非运动功能中的重要性。特别值得注意的是，这些关系受到基线认知能力、性别和APOE基因型的显著调节：工作记忆较差者更依赖丘脑-皮层网络；女性在小脑网络与言语记忆的关系上表现更强；APOE ε4携带者在小脑网络与整体认知功能的关系上显示出保护性模式。这些发现支持了认知老化的异质性模型，并为个性化干预提供了靶点。

该研究的创新性在于首次系统评估了结构协变网络对认知老化的长期预测价值，并揭示了关键调节因素。研究采用的SBM技术能够捕捉传统方法难以检测的分布式结构模式，而长达10年的追踪设计和外部验证增强了结果的可靠性。这些发现为认知老化的早期识别提供了可靠的神经影像标记物，对开发针对性干预策略具有重要意义。未来研究可扩大样本并纳入多模态影像数据，以更全面揭示脑结构与认知老化的动态关系。