Brain atrophy in prodromal synucleinopathy is shaped by structural connectivity and gene expression
Notice bibliographique
Résumé
Isolated REM sleep behaviour disorder (iRBD) is a synucleinopathy characterized by abnormal behaviours and vocalizations during REM sleep. Most iRBD patients develop dementia with Lewy bodies, Parkinson's disease or multiple system atrophy over time. Patients with iRBD exhibit brain atrophy patterns that are reminiscent of those observed in overt synucleinopathies. However, the mechanisms linking brain atrophy to the underlying alpha-synuclein pathophysiology are poorly understood. Our objective was to investigate how the prion-like and regional vulnerability hypotheses of alpha-synuclein might explain brain atrophy in iRBD. Using a multicentric cohort of 182 polysomnography-confirmed iRBD patients who underwent T1-weighted MRI, we performed vertex-based cortical surface and deformation-based morphometry analyses to quantify brain atrophy in patients (67.8 years, 84% male) and 261 healthy controls (66.2 years, 75%) and investigated the morphological correlates of motor and cognitive functioning in iRBD. Next, we applied the agent-based Susceptible-Infected-Removed model (i.e. a computational model that simulates in silico the spread of pathologic alpha-synuclein based on structural connectivity and gene expression) and tested if it recreated atrophy in iRBD by statistically comparing simulated regional brain atrophy to the atrophy observed in patients. The impact of SNCA and GBA gene expression and brain connectivity was then evaluated by comparing the model fit to the one obtained in null models where either gene expression or connectivity was randomized. The results showed that iRBD patients present with cortical thinning and tissue deformation, which correlated with motor and cognitive functioning. Next, we found that the computational model recreated cortical thinning (r = 0.51, P = 0.0007) and tissue deformation (r = 0.52, P = 0.0005) in patients, and that the connectome's architecture along with SNCA and GBA gene expression contributed to shaping atrophy in iRBD. We further demonstrated that the full agent-based model performed better than network measures or gene expression alone in recreating the atrophy pattern in iRBD. In summary, atrophy in iRBD is extensive, correlates with motor and cognitive function and can be recreated using the dynamics of agent-based modelling, structural connectivity and gene expression. These findings support the concepts that both prion-like spread and regional susceptibility account for the atrophy observed in prodromal synucleinopathies. Therefore, the agent-based Susceptible-Infected-Removed model may be a useful tool for testing hypotheses underlying neurodegenerative diseases and new therapies aimed at slowing or stopping the spread of alpha-synuclein pathology.
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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 | 0,000 | 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.
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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 ».