纵向基于表面的形态测量学揭示与多维脑健康指标相关的潜在MRI生物标志物

《Brain Imaging and Behavior》：Longitudinal surface-based morphometry reveals potential MRI biomarkers correlated with multidimensional brain health measures

　　

表征与脑健康相关的纵向脑变化需要识别结构和神经解剖生物标志物。本研究旨在识别基于MRI的神经解剖相关性，这些相关性与脑健康指数(BrainHealth Index, BHI)的纵向变化相关，BHI是认知、情绪幸福感和社交联系的多维测量指标，并探索其作为自然队列中脑健康轨迹替代标志物的潜力。研究人员使用纵向基于表面的形态测量学在190名健康成人（年龄20–70岁）中研究了BHI的神经解剖相关性。研究人员假设基线脑形态将预测BHI表现，且纵向BHI变化将与形态测量变化相关。参与者在四年内接受了多达五次MRI扫描。基于表面的分析量化了皮质体积、厚度、沟深(sulcal depth, SD)、脑回指数(gyrification index, GI)和分形维度(fractal dimension, FD)的变化。顶点回归检验了基线BHI与形态测量变化之间、以及纵向BHI变化与形态测量特征之间的关联，控制了年龄、性别、教育程度和扫描间隔。在男性中，基线BHI与左侧顶下皮层随时间增加的FD相关。在整个组中，BHI增益与左侧岛叶和后扣带回增加的GI相关。在女性中，BHI改善与左侧楔前叶、颞中回和右扣带回更大的SD相关。性别特异性交互作用显示男性BHI增益与左侧岛叶和颞皮层的GI增加相关。这些发现强调了FD、GI和SD作为跟踪脑健康变化的潜在MRI生物标志物，揭示了与岛叶和楔前叶等区域BHI改善相关的性别特异性神经解剖关联。

该研究发表于《Brain Imaging and Behavior》。目前大多数量化脑健康外部测量与脑形态关系的研究为横断面研究，限制了其普遍性。传统方法狭隘关注病理或特定认知领域，而脑健康指数(BrainHealth Index, BHI)代表了一种整体的、多维的测量指标，涵盖认知能力、情绪幸福感、社交互动和日常生活功能，承认支持人类多方面功能的神经系统相互依存的本质。已有研究将血流动力学、连接性和脑血管指标与BHI因子结构相关联，且较大队列显示BHI在3年研究期内持续增益，并与在线训练和辅导工具参与度最高者的改善最大相关，BHI增益近期也与血流动力学反应模式的