Reduced neuronal activity in Alzheimer’s disease and mild cognitive impairment measured by resting state fMRI
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Early pathological changes in mild cognitive impairment (MCI) and Alzheimer’s disease (AD) gradually decrease neuronal metabolism and function measured by PET and functional MRI (fMRI). These changes are often associated with cognitive decline and can help in the diagnosis of AD. However more sensitive indicators of the earliest stages of disease must be developed to detect disease prior to cognitive impairment. Recently, a novel neuronal activity (NA) metric was introduced based on resting‐state fMRI (rs‐fMRI) signal oscillations, which showed dramatically lower NA in AD. Here we introduced a more sophisticated and potentially more sensitive NA metric to identify subtle NA differences between three groups: normal elderly controls (NEC), MCI, and AD. Method The rs‐fMRI scans (TR=∼2400, ∼10 minute acquisition) were acquired at 3T from 8 MRI scanners in the Ontario Neurodegenerative Disease Research Initiative (AD group, N=40, aged 71.8 ± 8.1, 42% female; and MCI groups, N=80, aged 70.3 ± 8.3, 46% female), and the Gait and Brain Study (NEC group, N=30, aged 71.3 ± 6.0, 23.33% female). The rs‐fMRI signal was pre‐processed using FMRIB Software Library (FSL) and decomposed into independent components (ICs) using IC analysis. The ICs were classified into neuronal and non‐neuronal using a support vector machine classifier. The proposed voxel‐wise NA metric was defined based on similarity (cross covariance) between rs‐fMRI signal and neuronal ICs. This metric was utilized to create resting‐state NA map in each subject, which were compared between groups. Result Single subject and group average NA maps are provided in Fig. 1. The % difference maps between each group are shown in Fig. 2. The average voxelwise % difference in NA between groups was 38% between NEC and MCI, 38% between NEC and AD, and 10% between MCI and AD. Average NA in whole gray matter, hippocampus, posterior cingulate cortex, and precuneus, in each group are also provided in Fig. 3. Conclusion Lower NA was clearly detected in AD and MCI groups compared to NEC. The large decrease in NA detected in MCI subjects compared to NEC suggests this metric is highly sensitive to early changes in neuronal function.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».