A low-dimensional cognitive-network space in Alzheimer's disease and frontotemporal dementia

2022 - Alzheimers Research & Therapy

Team
Abstract

Backgroud: La malattia di Alzheimer (AD) e la demenza frontotemporale (FTD) mostrano disfunzioni di rete associate a deficit cognitivi. In questo contesto, le anomalie di rete tra AD e FTD mostrano sia schemi convergenti che divergenti. Tuttavia, questi schemi funzionali sono ancora lontani dall’essere completamente stabiliti e la loro rilevanza per i processi cognitivi deve ancora essere chiarita.

Metodi: Abbiamo indagato la relazione tra cognizione e connettività funzionale delle principali reti cognitive in queste malattie. Ventitré pazienti con bvFTD (età: 71±10), 22 con AD (età: 72±6) e 20 controlli sani (età: 72±6) hanno effettuato una valutazione cognitiva e una risonanza magnetica funzionale a riposo. L’analisi dei componenti principali è stata utilizzata per descrivere la varianza cognitiva tra i partecipanti. La connettività delle reti cerebrali è stata stimata mediante analisi del connettoma. Le matrici di connettività sono state create valutando le correlazioni tra le aree all’interno di ciascuna rete funzionale. Le seguenti reti cognitive sono state considerate: rete di default (DMN), attenzione dorsale (DAN), attenzione ventrale (VAN) e rete fronto-parietale (FPN). La relazione tra cognizione e connettività è stata valutata utilizzando un’analisi di correlazione bootstrapping e analisi di interazione.

Risultati: Tre componenti cognitive principali hanno spiegato oltre l’80% della varianza cognitiva: la prima componente (cogPC1) era legata alla memoria, la seconda componente (cogPC2) era legata alle emozioni e al linguaggio, e la terza componente (cogPC3) era legata ai domini visuo-spaziali e attentivi. Rispetto ai controlli sani, AD e bvFTD hanno mostrato impairment in tutte le cogPCs (p<0.002), e bvFTD ha ottenuto punteggi peggiori rispetto ad AD in cogPC2 (p=0.031). A livello di rete, la DMN ha mostrato un’associazione significativa con cogPC1 e cogPC2 in tutto il gruppo, e la VAN con cogPC2. Al contrario, DAN e FPN hanno mostrato uno schema divergente tra diagnosi e connettività per cogPC2. Abbiamo confermato questi risultati mediante un’analisi multivariata (correlazione canonica).

Conclusioni: Una rappresentazione a bassa dimensione può spiegare gran parte della varianza nei punteggi cognitivi nel continuum dall’invecchiamento normale a quello patologico. Inoltre, i componenti cognitivi hanno mostrato schemi sia convergenti che divergenti con la connettività tra AD e bvFTD. Lo schema convergente è stato osservato nelle reti principalmente coinvolte in queste malattie (cioè, DMN e VAN), mentre uno schema divergente FC-cognitivo è stato principalmente osservato tra le reti di attenzione/esecutive e il componente cognitivo linguistico/emozionale, suggerendo la coesistenza di meccanismi compensatori e dannosi alla base di questi componenti.