南卡罗来纳医科大学（Medical University of South Carolina，MUSC）的神经科学家使用一种新颖的脑成像技术，可视化了临床前阿尔茨海默病（preclinical Alzheimer's disease，AD）患者中细微的脑变化。该研究发表在《脑连接》杂志上。

通过改进的脑图谱检测脑功能的细微变化

对AD临床前阶段的研究可以帮助我们了解疾病如何开始和进展。然而，脑功能的早期变化非常细微，使其难以研究。借助南卡罗来纳临床与转化研究所的试点项目资助，MUSC研究人员使用一种新形式的脑图谱（brain mapping）来检测这些细微效应。他们使用功能连接组（functional connectome）来观察大脑活动——这是一种衡量不同脑区如何相互通信的脑图谱。研究人员依赖于一种更新且高度敏感的图像分析形式来评估这些区域在个体中如何运作。该技术——个性化功能连接组——由他们的合作者Hesheng Liu博士开发。

传统功能连接组使用许多人大脑的平均值作为功能脑区的图谱。相比之下，Liu的方法可以显示每个个体大脑功能的独特模式。这种方法创建了个性化的大脑指纹，更准确地反映了每个个体大脑中不同功能区域的位置。

将脑功能的细微变化与行为联系起来

研究人员使用这种新颖的大脑指纹技术，在149名45至85岁、没有认知衰退迹象的参与者中寻找脑功能的细微变化。所有参与者都接受了大脑PET扫描，并被分为两组——有和没有PET扫描证据显示早期β-淀粉样蛋白（amyloid-beta protein）积累的组。参与者还接受了MRI扫描，用于生成大脑指纹。然后，研究人员测试了每组参与者在基于行为的信息处理测试中的表现。他们发现，在有β-淀粉样蛋白积累（即临床前AD）的参与者中，大脑指纹的某些变化与较差的信息处理相关。

在有临床前AD的参与者中，那些网络间连接（between-network connectivity）比正常情况下更强的参与者信息处理更差，而网络内连接（within-network connectivity）更强的参与者信息处理更好。

研究教会了我们什么

该研究表明，个性化功能连接组可以检测到其他传统脑成像分析技术可能遗漏的脑功能细微变化。它还表明，β-淀粉样蛋白积累的早期阶段甚至可能在认知衰退症状变得明显之前就影响脑网络的功能。最后，它揭示了特定脑网络内部和之间连接的变化可能表明信息处理的早期问题。

参考信息
“Functional Network Alterations Associated with Cognition in Pre-Clinical Alzheimer’s Disease” by Stephanie Fountain-Zaragoza et al., 17 March 2023, Brain Connectivity.
DOI: 10.1089/brain.2022.0032