1,721,073 research outputs found
Lifelong experiences as a proxy of cognitive reserve moderate the association between connectivity and cognition in Alzheimer's disease
No full texthttp://dx.doi.org/10.13039/501100005224 Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankunge
Fornix fractional anisotropy mediates the association between Mediterranean diet adherence and memory four years later in older adults without dementia
No full texthttp://dx.doi.org/10.13039/100000957 Alzheimer's Associationhttp://dx.doi.org/10.13039/100010665 Horizon 2020 Marie Skłodowska-Curie Actionshttp://dx.doi.org/10.13039/501100007653 Jena University Hospitalhttp://dx.doi.org/10.13039/501100010571 BMBF Berlinhttp://dx.doi.org/10.13039/100000049 National Institute on Agin
A Residual Marker of Cognitive Reserve Is Associated with Resting-State Intrinsic Functional Connectivity Along the Alzheimer’s Disease Continuum
No full textBackground: Cognitive reserve (CR) explains inter-individual differences in the impact of the neurodegenerative burden on cognitive functioning. A residual model was proposed to estimate CR more accurately than previous measures. However, associations between residual CR markers (CRM) and functional connectivity (FC) remain unexplored. Objective: To explore the associations between the CRM and intrinsic network connectivity (INC) in resting-state networks along the neuropathological-continuum of Alzheimer’s disease (ADN). Methods: Three hundred eighteen participants from the DELCODE cohort were stratified using cerebrospinal fluid biomarkers according to the A(myloid-β)/T(au)/N(eurodegeneration) classification. CRM was calculated utilizing residuals obtained from a multilinear regression model predicting cognition from markers of disease burden. Using an independent component analysis in resting-state fMRI data, we measured INC of resting-state networks, i.e., default mode network (DMN), frontoparietal network (FPN), salience network (SAL), and dorsal attention network. The associations of INC with a composite memory score and CRM and the associations of CRM with the seed-to-voxel functional connectivity of memory-related were tested in general linear models. Results: CRM was positively associated with INC in the DMN in the entire cohort. The A+T+N+ group revealed an anti-correlation between the SAL and the DMN. Furthermore, CRM was positively associated with anti-correlation between memory-related regions in FPN and DMN in ADN and A+T/N+. Conclusion: Our results provide evidence that INC is associated with CRM in ADN defined as participants with amyloid pathology with or without cognitive symptoms, suggesting that the neural correlates of CR are mirrored in network FC in resting-state
Regional desynchronization of microglial activity is associated with cognitive decline in Alzheimer’s disease
No full textAbstract Background Microglial activation is one hallmark of Alzheimer disease (AD) neuropathology but the impact of the regional interplay of microglia cells in the brain is poorly understood. We hypothesized that microglial activation is regionally synchronized in the healthy brain but experiences regional desynchronization with ongoing neurodegenerative disease. We addressed the existence of a microglia connectome and investigated microglial desynchronization as an AD biomarker. Methods To validate the concept, we performed microglia depletion in mice to test whether interregional correlation coefficients (ICCs) of 18 kDa translocator protein (TSPO)-PET change when microglia are cleared. Next, we evaluated the influence of dysfunctional microglia and AD pathophysiology on TSPO-PET ICCs in the mouse brain, followed by translation to a human AD-continuum dataset. We correlated a personalized microglia desynchronization index with cognitive performance. Finally, we performed single-cell radiotracing (scRadiotracing) in mice to ensure the microglial source of the measured desynchronization. Results Microglia-depleted mice showed a strong ICC reduction in all brain compartments, indicating microglia-specific desynchronization. AD mouse models demonstrated significant reductions of microglial synchronicity, associated with increasing variability of cellular radiotracer uptake in pathologically altered brain regions. Humans within the AD-continuum indicated a stage-depended reduction of microglia synchronicity associated with cognitive decline. scRadiotracing in mice showed that the increased TSPO signal was attributed to microglia. Conclusion Using TSPO-PET imaging of mice with depleted microglia and scRadiotracing in an amyloid model, we provide first evidence that a microglia connectome can be assessed in the mouse brain. Microglia synchronicity is closely associated with cognitive decline in AD and could serve as an independent personalized biomarker for disease progression
Die Auswirkung des quellenlokalisierten phasenkodierten EEG-Neurofeedbacks auf die Hirnaktivität
Full text linkIn vorausgegangenen Studien konnte gezeigt werden, dass eine Modulation der Hirnaktivität mittels EEG-Neurofeedback (NFB) möglich ist. Ziel der Studie war es herauszufinden, ob ge-sunde Probanden die frontoparietale Phasensynchronisation im EEG über quellenlokalisiertes NFB erhöhen können. Im Fokus der Untersuchung stand die Evaluation der Fragen, welche Auswirkungen NFB auf die funktionelle Konnektivität und Magnitude in unterschiedlichen Frequenzbändern des EEG, sowie die funktionelle Konnektivität der Ruhenetzwerke in der fMRT hat. Darüber hinaus wurde untersucht, ob es durch NFB auf behavioraler Ebene zu einer Verbesserung der Aufmerksamkeitsleistung kommt. Dazu wurden Veränderungen der Reakti-onsgeschwindigkeit und der Fehlerrate (Inhibitionskontrolle) in einer Go/NoGo-Aufgabe un-tersucht. Ergänzend wurden aufgabenbezogene fMRT und neurophysiologische Parameter in Form ereigniskorrelierter Potentiale (ERPs) im EEG erfasst. In Abgrenzung zu den meisten Voruntersuchungen wurde ein Interventionseffekteffekt im Vergleich zu einer Placebokontrolle (Sham-NFB) geprüft.
27 gesunde männliche Probanden absolvierten in einem Cross-over-Design mit Sham Kontrolle 31 min EEG-Neurofeedback-Training (8 Runden à 3 min, 1 min Pause zwischen den Runden). Das NFB-Paradigma bestand in einem bilateralen frontoparietalen Training der Phasensyn-chronisation im Frequenzband zwischen 8-15 Hz (1, 2, 1-Band) quellenlokalisiert mittels sLORETA Algorithmus in den BA 7, 8, 9, 39 und 40. Die Rückmeldung der frontoparietalen Phasensynchronisation an den Probanden erfolgte über ein visuelles Feedbacksignal. Vor und nach NFB/Sham-NFB, sowie während der Durchführung der Go/NoGo-Aufgabe erfolgte eine simultane EEG-fMRT-Aufzeichnung im Ruhezustand. Das NFB/Sham-NFB unmittelbar flan-kierend erfolgte die Aufzeichnung eines weiteren Ruhe-EEGs und einer Go/NoGo-Aufgabe außerhalb der MRT. Um den Zusammenhang zwischen zeitlich hochaufgelösten dynamischen Potentialschwankungen des Ruhe-EEGs (frontoparietale Phasensynchronisation) und den räumlich hochaufgelösten Veränderungen der fMRT-BOLD-Fluktuationen darzustellen, wur-den die simultan gemessenen Signalverläufe beider Modalitäten verglichen. Die Auswertung erfolgte für das frontoparietale Netzwerk in einer Korrelationsanalyse im prä-post Vergleich der Gruppen NFB und Sham-NFB.
In einer gemischten Varianzanalyse mit Messwiederholung konnte eine Überlegenheit der NFB-Intervention gegenüber dem Sham-NFB für den Trainingsparameter, die frontoparietale Phasensynchronisation des Ruhe-EEGs im Frequenzband zwischen 8-15 Hz, für die linke He-misphäre aufgezeigt werden. Für die rechte Hemisphäre konnte dieser Zusammenhang nicht signifikant nachgewiesen werden. Im Ruhe-EEG konnte als Hauptergebnis im prä-post Ver-gleich eine signifikante Erhöhung der Magnitude im 1-Frequenzband (8-10 Hz) rechts fronto-zentral nachgewiesen werden. Gleichzeitig war die Magnitude des hochfrequenten EEGs (-1 und -2 (30-70 Hz), -3 (21-30 Hz) und -1 (12-15 Hz), sowie des niederfrequenten EEGs ( (1-4 Hz)) auf Sensorebene signifikant verringert. Auf EEG-Quellebene zeigte sich für das FPN in der Kondition mit geschlossenen Augen eine signifikante Reduktion im -Band und mit ge-öffneten Augen eine signifikante Erhöhung im 1-Frequenzband.
In der Analyse der funktionellen Konnektivität der in Ruhe gemessenen fMRT zeigten sich als Hauptergebnis im prä-post Vergleich für das FPN links temporal ein Cluster erhöhter funktio-neller Konnektivität, sowie rechts frontal, links frontal, im anterioren Cingulum und der linken Insel Cluster reduzierter funktioneller Konnektivität. Für das DMN konnte rechts parietal ein Cluster erhöhter und im rechten Thalamus ein Cluster reduzierter funktioneller Konnektivität nachgewiesen werden. Nach Sham-NFB wurden keine signifikanten Konnektivitätsverände-rungen beobachtet. Im direkten Vergleich zwischen NFB und Sham-Kondition zeigte sich als Hauptergebnis für das FPN ein großes Cluster erhöhter funktioneller Konnektivität in der NFB-Gruppe links fronto-parieto-occipital. In der Sham-NFB Gruppe wurde linksfrontal ein Cluster erhöhter funktioneller Konnektivität nachgewiesen.
Die Analyse der behavioralen Veränderungen zeigte keine signifikante Überlegenheit des NFB im Vergleich zum Sham-NFB, weder in der Reaktionsgeschwindigkeit, noch bei den falschen Reaktionen in der Go/NoGo-Aufgabe. Im Einklang mit diesem Ergebnis konnten auch in der Analyse des aufgabenbezogenen EEGs (ERP-Komponenten) und der aufgabenbezogenen fMRT (BOLD-Aktivität) keine signifikanten Unterschiede zwischen NFB und Sham-NFB aufgezeigt werden.
EEG-Phasensynchronisation und BOLD-Zeitserien waren im linken FPN vor NFB nicht signi-fikant positiv und nach NFB signifikant negativ korreliert. Vor und nach Sham-NFB blieb die Korrelation beider Parameter negativ.
Die Ergebnisse zeigen, dass mittels NFB eine Erhöhung der Phasensynchronisation im linken FPN erreicht werden kann, nicht jedoch durch Sham-NFB. Die NFB-Intervention führt zu ei-ner Modulation sowohl der Magnitude des EEGs, als auch der Ruhenetzwerke mit Betonung der linken Hemisphäre. Es kommt zu weitläufig verteilten Aktivitätsänderungen, auch über die Trainingsregionen hinaus. Vor allem eine Verringerung der Magnitude des Delta-Bandes kann zusammen mit einer linksseitig und temporal erhöhten funktionellen Konnektivität des FPN in der Resting-State fMRT als Modulation aufmerksamkeitsassoziierter Aktivierungsmuster ver-standen werden. Auch im Vergleich zwischen NFB und Sham-NFB wird deutlich, dass es durch NFB vor allem in parietalen Hirnregionen zu einer Erhöhung der funktionellen Konnek-tivität gekommen ist. Dieser Region wird eine wichtige Kontrollfunktion als Hubregion zwi-schen Aufmerksamkeitsnetzwerken zugeschrieben. Auf behavioraler Ebene zeigt sich in dieser Untersuchung keine Überlegenheit des NFB gegenüber der Sham-NFB. Longitudinale, Sham-kontrollierte Untersuchungen müssen in Zukunft zeigen, ob sich NFB als additives Therapie-verfahren diverser pathologisch bedingter Hirnfunktionsstörungen etablieren kann
The impact of endurance training and table soccer on brain metabolites in schizophrenia
No full textHigher glutamate and glutamine (together: Glx) and lower N-acetyl-aspartate (NAA) levels were reported in schizophrenia. Endurance training normalizes NAA in the hippocampus, but its effects on other metabolites in the brain and the relationship of metabolites to clinical symptoms remain unknown. For 12 weeks, 20 schizophrenia inpatients (14 men, 6 women) and 23 healthy controls (16 men, 7 women) performed endurance training and a control group of 21 schizophrenia inpatients (15 men, 6 women) played table soccer. A computer-assisted cognitive performance training program was introduced after 6 weeks. We assessed cognitive performance, psychopathological symptoms, and everyday functioning at baseline and after 6 and 12 weeks and performed single voxel magnetic resonance spectroscopy of the hippocampus, left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), and thalamus. We quantified NAA, Glx, total creatine (tCr), calculated NAA/tCr and Glx/tCr and correlated these ratios with physical fitness, clinical and neurocognitive scores, and everyday functioning. At baseline, in both schizophrenia groups NAA/tCr was lower in the left DLPFC and left hippocampus and Glx/tCr was lower in the hippocampus than in the healthy controls. After 6 weeks, NAA/tCr increased in the left DLPFC in both schizophrenia groups. Brain metabolites did not change significantly in the hippocampus or thalamus, but the correlation between NAA/tCr and Glx/tCr normalized in the left DLPFC. Global Assessment of Functioning improvements correlated with NAA/tCr changes in the left DLPFC. In our study, endurance training and table soccer induced normalization of brain metabolite ratios in the brain circuitry associated with neuronal and synaptic elements, including metabolites of the glutamatergic system
Resting-State Network Alterations Differ between Alzheimer’s Disease Atrophy Subtypes
No full textAbstract Several Alzheimer’s disease (AD) atrophy subtypes were identified, but their brain network properties are unclear. We analyzed data from two independent datasets, including 166 participants (103 AD/63 controls) from the DZNE-longitudinal cognitive impairment and dementia study and 151 participants (121 AD/30 controls) from the AD neuroimaging initiative cohorts, aiming to identify differences between AD atrophy subtypes in resting-state functional magnetic resonance imaging intra-network connectivity (INC) and global and nodal network properties. Using a data-driven clustering approach, we identified four AD atrophy subtypes with differences in functional connectivity, accompanied by clinical and biomarker alterations, including a medio-temporal-predominant (S-MT), a limbic-predominant (S-L), a diffuse (S-D), and a mild-atrophy (S-MA) subtype. S-MT and S-D showed INC reduction in the default mode, dorsal attention, visual and limbic network, and a pronounced reduction of “global efficiency” and decrease of the “clustering coefficient” in parietal and temporal lobes. Despite severe atrophy in limbic areas, the S-L exhibited only marginal global network but substantial nodal network failure. S-MA, in contrast, showed limited impairment in clinical and cognitive scores but pronounced global network failure. Our results contribute toward a better understanding of heterogeneity in AD with the detection of distinct differences in functional connectivity networks accompanied by CSF biomarker and cognitive differences in AD subtypes.Abstract Several Alzheimer’s disease (AD) atrophy subtypes were identified, but their brain network properties are unclear. We analyzed data from two independent datasets, including 166 participants (103 AD/63 controls) from the DZNE-longitudinal cognitive impairment and dementia study and 151 participants (121 AD/30 controls) from the AD neuroimaging initiative cohorts, aiming to identify differences between AD atrophy subtypes in resting-state functional magnetic resonance imaging intra-network connectivity (INC) and global and nodal network properties. Using a data-driven clustering approach, we identified four AD atrophy subtypes with differences in functional connectivity, accompanied by clinical and biomarker alterations, including a medio-temporal-predominant (S-MT), a limbic-predominant (S-L), a diffuse (S-D), and a mild-atrophy (S-MA) subtype. S-MT and S-D showed INC reduction in the default mode, dorsal attention, visual and limbic network, and a pronounced reduction of “global efficiency” and decrease of the “clustering coefficient” in parietal and temporal lobes. Despite severe atrophy in limbic areas, the S-L exhibited only marginal global network but substantial nodal network failure. S-MA, in contrast, showed limited impairment in clinical and cognitive scores but pronounced global network failure. Our results contribute toward a better understanding of heterogeneity in AD with the detection of distinct differences in functional connectivity networks accompanied by CSF biomarker and cognitive differences in AD subtypes
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
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