Associaties tussen executieve functies, vrij water en de microstructuur van witte stof op jonge leeftijd, deel 2

Bovendien hebben bestaande onderzoeken zich gericht op steekproeven met een hoog percentage proefpersonen met MCI en/of AD, en het zal belangrijk zijn om te onderzoeken of deze associaties nog steeds bestaan ​​wanneer men zich richt op een steekproef die representatiever is voor de populatie (dat wil zeggen, MCI-cijfers liggen dichter bij de 10-15 %), of wanneer men zich uitsluitend richt op cognitief normale volwassenen.

Ziekte voorkomen. Daarom moeten we actief deelnemen aan verschillende vormen van fysieke en hersenoefeningen om ons geheugen te verbeteren.

Om het geheugen te verbeteren, moeten we ons allereerst concentreren op het ontwikkelen van gezonde leefgewoonten. Het handhaven van een regelmatig slaapschema en dieet, en het afwijzen van slechte gewoonten zoals hebzuchtig zijn en laat opblijven, kan ons helpen een goede gezondheid te behouden en de concentratie en het geheugen te verbeteren.

Ten tweede moeten we ons concentreren op regelmatige lichaamsbeweging en verschillende vormen van lichaamsbeweging. Joggen, fietsen, zwemmen enz. kunnen bijvoorbeeld de hersenen effectief stimuleren, de bloedcirculatie bevorderen en het geheugen verbeteren. Bovendien moeten de hersenen ook verschillende uitdagingen en prikkels accepteren, zoals het oplossen van puzzels, het leren van nieuwe talen, het oplossen van wiskundige problemen, enz., die de flexibiliteit en behendigheid van de hersenen kunnen verbeteren en daardoor het geheugen kunnen verbeteren.

Ten slotte moeten we aandacht besteden aan het behouden van een gelukkige stemming en het vermijden van overmatige stress en angst. Mensen die in een goed humeur zijn, hebben meer kans om de scherpte van de hersenen en het geheugen te behouden, dus we moeten een positieve houding behouden en de invloed van negatieve emoties vermijden.

Kortom: het geheugen van de persoon hangt nauw samen met factoren als leefgewoonten, lichaamsbeweging en stemming. Zolang we actief kunnen deelnemen aan verschillende vormen van lichaamsbeweging en uitdagingen, gezonde leefgewoonten kunnen handhaven en een optimistische houding kunnen hebben, kunnen we ons geheugen verbeteren en genieten van een rijker en spannender leven. Het is duidelijk dat we het geheugen moeten verbeteren, en Cistanche deserticola kan het geheugen aanzienlijk verbeteren, omdat Cistanche deserticola ook de balans van neurotransmitters kan reguleren, zoals het verhogen van de niveaus van acetylcholine en groeifactoren. Deze stoffen zijn erg belangrijk voor het geheugen en het leren. Bovendien kan Vlees ook de bloedstroom verbeteren en de zuurstoftoevoer bevorderen, wat ervoor kan zorgen dat de hersenen voldoende voedingsstoffen en energie ontvangen, waardoor de vitaliteit en het uithoudingsvermogen van de hersenen worden verbeterd.

Klik op 10 manieren kennen om het geheugen te verbeteren

Ten slotte hebben we bij het onderzoeken van de neurale onderbouwing van EF’s rekening gehouden met de rol van de cognitieve reserve bij jongvolwassenen, die we hebben gedefinieerd als de totale cognitieve hulpbronnen van een individu tijdens de vroege volwassenheid (Kremen et al., 2022).

Theorieën over cognitieve reserve suggereren dat sommige individuen niet de cognitieve of functionele tekorten vertonen die worden verwacht op basis van hun hersenpathologie (Barulli en Stern, 2013; Stern, 2012,2013; Whalley, Deary, Appleton, & Starr, 2004), wat zich zou kunnen manifesteren als verminderde associaties tussen EF en witte stof (en FW) bij personen met een hoge reserve.

We concentreren ons op de jongvolwassenheid als een tijd waarin de gevolgen van veroudering in wezen geen invloed zullen hebben gehad op de cognitieve capaciteit. Hoewel sommige onderzoeken suggereren dat cognitieve achteruitgang in EFs gevoelig is voor cognitieve reserve (McKenzie et al., 2020; O'Shea et al., 2015; Roldan-Tapia, Garcia, Canovas, & Leon, 2012), is er weinig onderzoek gedaan naar de vraag of cognitieve reserve modereert de associaties tussen EF’s en de hersenen (Krch et al., 2019).

In een eerdere studie onder individuen in dezelfde steekproef als de huidige studie was de associatie tussen hippocampusvolume en episodisch geheugen hoger bij individuen met lagere niveaus van cognitieve reserve; degenen met een hogere reserve waren veerkrachtiger tegen de potentieel schadelijke effecten van hippocampale atrofie (Vuoksimaa et al., 2013).

Of cognitieve reserve de associaties tussen gewone EF en de microstructuur van de witte stof modereert, is echter niet onderzocht. Als EF's gevoelig zijn voor cognitieve reserve, dan zouden EFabilities sterker geassocieerd moeten worden met neuroimaging-maatregelen bij individuen met een lage reserve.

Dergelijke bevindingen zouden erop wijzen dat individuen met een hoge reserve beter in staat zijn hetzelfde niveau van EF-vermogen te behouden in het licht van neurodegeneratie dan individuen met een lage reserve.

5. Het huidige onderzoek

In de huidige studie hebben we gegevens uit de derde golf van de Vietnam Era Twin Study of Aging (VETSA)-steekproef (gemiddelde leeftijd 68) gebruikt om de associaties tussen EF en de microstructuur van de witte stof te onderzoeken met behulp van drie meetgegevens: FW, FAFWcorr en MDFWcorr.

We voorspelden dat EF's uniek geassocieerd zouden zijn met FW binnen meerdere corticale witte stofbanen, consistent met eerder werk (Archer et al., 2020). Er is minder bekend over de associaties tussen werkgeheugenspecifieke vaardigheden en witte stof, dus deze analyses worden als verkennend beschouwd.

Ten slotte hebben we onderzocht of de associaties tussen EF's en witte stof zouden worden gemodereerd door cognitieve reserve op basis van algemene cognitieve vaardigheden, beoordeeld toen proefpersonen ongeveer 20 jaar oud waren (meer dan 45 jaar vóór de hier beschreven beoordelingen van EF's en witte stof) (Kremen et al., 2022).

6. Methoden

6.1. Onderwerpen

Gegevensanalyses richten zich op 489 mannelijke tweelingen die hebben deelgenomen aan de derde golf van het longitudinale VETSA-project. VETSA-deelnemers werden willekeurig gerekruteerd uit een eerder onderzoek onder leden van de VietnamEra Twin Registry (Tsuang, Bar, Harley, & Lyons, 2001).

Alle individuen hebben ergens tussen 1965 en 1975 in het Amerikaanse leger gediend, maar bijna 80% meldde geen blootstelling aan gevechten. De steekproefkenmerken worden weergegeven in Tabel 1, naast beschrijvende statistieken voor executieve functietests en onze index van cognitieve reserve.

De deelnemers zijn over het algemeen representatief voor Amerikaanse mannen in hun leeftijdscohort wat betreft gezondheid, opleiding en levensstijlkenmerken (Kremen et al., 2011; Kremen et al., 2006; Schoenborn & Heyman, 2009).

Alle MRI-gegevens van golf 3 werden verzameld aan de Universiteit van Californië, San Diego (UCSD). Alle deelnemers gaven hun schriftelijke geïnformeerde toestemming vóór deelname, en het onderzoeksprotocol werd goedgekeurd door de Institutional Review Boards van alle deelnemende instellingen.

6.2. Maatregelen

6.2.1. Uitvoerende functie

EF-vaardigheden werden gemeten met zes taken, waaronder prepotente responsinhibitie, het wisselen van takenset en werkgeheugendomeinen. Remming werd beoordeeld met de Stroop-taak (Golden and Freshwater,2002; Stroop, 1935).

Het schakelen werd beoordeeld met behulp van de (a) Trail MakingTest-switchingproef en (b) de categorie-switching-subtest voor verbale vloeiendheid van het Delis-Kaplan Executive Function System (D-KEFS) (DKEFS; Delis, Kaplan, & Kramer, 2001). Alle metingen van remming en overschakeling werden aangepast aan de juiste basislijnomstandigheden. De werkgeheugenspanne werd beoordeeld met de letternummerreeks- en cijferspan-subtests van de Wechsler Memory Scale-III (Wechsler, 1997) en de leesspantest (Daneman en Carpenter, 1980).

Vóór de analyses werden alle cognitieve scores in het volledige VETSA golf 3-onderzoek aangepast voor praktijkeffecten, waarbij gebruik werd gemaakt van gegevens van deelnemers die de taakreeks voor het eerst voltooiden bij golf 2 of golf 3 om de verwachte prestatieverbetering te schatten van terugkeerders die de tests twee voltooiden. of vaker (Elman et al., 2018).

Ons model van EF werd aanvankelijk gevalideerd in golven 1 en 2 van VETSA (Gustavson et al., 2018a; Gustavson et al., 2018b) en omvat twee latente factoren: een latente factor "Gemeenschappelijke EF" (gebaseerd op de prestaties van alle zes tests) en een "werkgeheugenspecifieke" factor (gebaseerd op aanvullende variantie in de 3 werkgeheugentests die nog niet door de latente factor zijn vastgelegd).

Bij eerdere golven werd ook een aanvullende test uitgevoerd (de AXContinuous Performance Test), maar deze was vanwege tijdgebrek niet opgenomen in de beoordeling van golf 3. Voorlopige analyses gaven aan dat het latente-factormodel van EF nog steeds goed paste bij de gegevens in deze substeekproef van individuen die de MRI-beoordeling voltooiden tijdens golf 3 van VETSA, dus we pasten geen aanvullende bevestigende modellen van EF toe.

Bovendien wordt ons bevestigingsmodel van EF ondersteund door een recente studie die past bij het latente groeimodel van algemene EF en werkgeheugenspecifieke factoren in alle drie de golven van VETSA in de volledige steekproef (Gustavsonet al., 2022b).

6.2.2. Algemeen cognitief vermogen (20 jaar)

De algemene cognitieve vaardigheden (onze index van cognitieve reserve) werden beoordeeld op jongvolwassen leeftijd toen VETSA-deelnemers voor het eerst werden ingewijd in het leger (gemiddelde leeftijd 20 jaar) met de 100-item multiple-choice Armed Forces Qualifications Test (AFQT; Bayroff en Anderson, 1963) .

De AFQT vertoont een sterke correlatie (r=0.84) met intelligentiemaatstaven zoals de Wechsler Adult IntelligenceScale (Lyons et al., 2009) en bestaat uit vier subschalen die woordenschat, rekenvaardigheid, gereedschaps-/mechanische kennis en redeneren en visueel-ruimtelijk vermogen.

AFQT-scores correleren ook matig met het zelfgerapporteerde aantal jaren onderwijs (r=0.31), maar hier hebben we geprofiteerd van een veel preciezere index dan het aantal jaren onderwijs, dat wil zeggen een directe maatstaf voor het algemene cognitieve vermogen van jonge volwassenheid (Kremen et al., 2022). AFQT-percentielscores werden omgezet in scores. Het gemiddelde van 0,34 (zie Tabel 1) komt dus ongeveer overeen met een IQ van 105.

6.3. Afbeeldingen verwerving

Beelden werden verkregen met twee GE 3 T Discovery 750 × scanners (GEHealthcare, Waukesha, WI, VS) met achtkanaals phased array-kopspoelen. Het beeldvormingsprotocol omvatte een sagittaal 3D fast-bedorven gradiëntecho (FSPGR) T1-gewogen (T1w) volume geoptimaliseerd voor maximaal grijs/wit contrast (TE=3.164 msec, TR=8.084 msec, TI=600 msec, flipangle=8◦, matrix=256x192, resolutie in het vlak=1x1 mm, plakdikte=1.2 mm, plakken { {19}}).

Diffusiegegevens zijn verkregen met een diffusiegewogen scan met meerdere shells (54-richtingen, b-waarden=[0 (x3),666 (x6), 1333 (x15), 2666 (x15 ), 4000 (x15)] s/mm2, geïntegreerd met een paar b=0 afbeeldingen met tegengestelde fasecoderingspolariteit, TR=6600msec, TE=81.1 msec, matrix {{ 20}}x96, resolutie in het vlak=2,5x2,5 mm, plakdikte=2,5 mm, 54 plakken).

6.4. Afbeelding verwerken

Gegevens werden voorbewerkt met behulp van de PreQual-pijplijn om vervormingen/bewegingen en wervelstromen te corrigeren (Cai et al., 2021; Schilling et al., 2019). De multi-shell-gegevens werden vervolgens onderverdeeld in een enkele shell (b=1333) en ingevoerd in DTIFIT om FA en MD voor elke deelnemer te berekenen. De enkele shell-gegevens werden ook ingevoerd in MATLAB-code om FW, FAFWcorr en MDFWcorr (Jenkinson et al., 2012; Pasternak et al., 2009).

Kortom, deze code maakt gebruik van een variabel netwerkframework om het diffusiebeeld op te splitsen in een bi-tensormodel – het ene is de FW-besmetting en het andere is het weefselcompartiment. Nieuwe, FW-gecorrigeerde meetgegevens (FAFWcorr, MDFWcorr) kunnen vervolgens worden gekwantificeerd. Belangrijk is dat de FW-metriek zelf ook kan worden gebruikt in de analyse.

Een standaard ruimterepresentatie voor de FW-, FAFWcorr- en MDFWcorr-kaarten werd gecreëerd door het niet-lineaire registreren van het uit DTIFIT afgeleide onbewerkte FA-beeld en het toepassen van deze transformatie op de FW-gecorrigeerde kaarten (Avants, Epstein, Grossman, &Gee, 2008).

Na standaardisatie werden de gemiddelde FW-, FAFWcorr- en MDFWcorr-waarden gekwantificeerd binnen verschillende beproefde wittestof-tractografiesjablonen voor elke beeldvormingssessie (Archer et al., 2019; Archeret al., 2020; Brown et al., 2017).

Deze sjablonen omvatten de cingulumbundel, fornix, superieure longitudinale fasciculus (SLF), inferieure longitudinale fasciculus (ILF) en uncinate fasciculus, evenals homologe transcallosale verbindingen van de inferieure frontale gyrus (IFG) pars opercularis, IFG pars orbitalis, IFG pars triangularis, inferior temporale gyrus, mediale frontale gyrus en middelste frontale gyrus (zie figuur 1 voor een visuele weergave van alle 11 kanalen).

We concentreerden ons op deze reeks van 11 corticale witte stofbanen die eerder in recente onderzoeken in verband zijn gebracht met executieve functies en subjectieve cognitieve achteruitgang (Archer et al., 2021; Archer et al., 2020).

Daarnaast hebben we een laatste reeks maatregelen toegevoegd die FW, FAFWcorr en MDFWcorr vastleggen in alle witte stofbanen in de hersenen (inclusief zowel corticale als subcorticale banen) om de mondiale FW en de microstructuur van de witte stof vast te leggen, aangezien ons recente werk sterke genetische invloeden heeft benadrukt die in alle witte stofbanen worden gedeeld. (Gustavson et al., 2019).

6.5. Gegevensanalyse

Fenotypische correlatie- en regressieanalyses werden uitgevoerd in Mplus versie 8.3 (Muth´en en Muth´en, 1998–2017), die rekening houdt met ontbrekende waarnemingen met behulp van maximale waarschijnlijkheid met volledige informatie. De significantie van individuele parameterschattingen werd vastgesteld met op standaardfouten gebaseerde betrouwbaarheidsintervallen van 95% en bevestigd met χ2-verschiltesten door die parameter op nul te zetten.

Standaardfouten en chi-kwadraatwaarden werden aangepast voor clustering binnen families (tweelingparen), en de χ2-verschiltesten werden op de juiste manier geschaald op basis van schaalfactoren uit de Mplus-uitvoer (Satorra & Bentler, 2001).

Om de associaties tussen EF's en de microstructuur van de witte stof te onderzoeken, pasten we een reeks regressiemodellen toe waarin de latente EF-factoren werden geregressied op de kandidaat-maatstaven voor witte stof (één model per maatstaf voor witte stof).

De volgende covariabelen zijn in alle analyses opgenomen: leeftijd (M=67.53, SD=2.63, bereik=61.37 tot 71,71), diabetesstatus (22,3% ja), hypertensiestatus ( 55,6% ja), een variabele die vastlegt of individuen Spaans en/of niet-blank waren (11,7% ja), en twee variabelen die scannerverschillen vastleggen (een van de software van de twee scanners werd tijdens het onderzoek geüpgraded, dus werden orthogonale contrasten gecreëerd om rekening te houden met potentiële verschillen over de drie scanner-/softwaregroepen).

De diabetes- en hypertensiestatus waren gebaseerd op de vraag of de deelnemer (1) aangaf te zijn gediagnosticeerd door een arts, (2) meldde dat hij momenteel medicijnen gebruikte tegen diabetes of hoge bloeddruk, en/of (3) rapporteerde of hij een hoge bloeddruk had op de dag van testen (alleen hypertensie).,

Nadat we hadden geïdentificeerd welke FW- en wittestofmetingen geassocieerd waren met EF-factoren, passen we aanvullende regressiemodellen toe (één voor elke meting) waarbij algemene cognitieve vaardigheden (AFQT) op 20-jarige leeftijd aan het model werden toegevoegd.

Beide EF-factoren werden geregressief op AFQT-scores en er werd een interactieterm toegevoegd (AFQT * diffusiemaatstaf) voor welke EF-factor dan ook in eerdere analyses met die maatstaf was geassocieerd.

For more information:1950477648nn@gmail.com