Electrophysiological markers of early Alzheimer’s Disease proteinopathy in the human brain
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Alzheimer's Disease (AD) is characterized by the pathological accumulation of amyloid‐beta (Aβ) and hyperphosphorylated tau proteins in the brain. Animal models have demonstrated that early Aβ accumulation induces neuronal hyperexcitability (Stargardt et al., 2015), whereas later additive effects of Aβ and tau lead to suppression of neuronal activity that parallels disease severity (Busche et al., 2020). Although neural hypo‐excitability has been reported in the later stages of AD, it remains unknow if such a shift from hyper‐ to hypo‐excitability exists at the macroscopic level in the human brain of asymptomatic individuals (Figure 1). Methods We used Positron Emission Tomography to measure the deposition of whole‐brain Aβ ([ 18 F] NAV4694) and medial temporal tau ([ 18 F] Flortaucipir) and resting‐state Magnetoencephalography (MEG) to capture the neurophysiological changes related to AD pathology in a group of clinically unimpaired older adults with family history of AD (PREVENT‐AD cohort; McSweeney et al., 2020). We used linear mixed effects models to test the association between MEG spectral power and Aβ across cortical regions, and the interactive effect of tau accumulation on this relationship. We then used linear regressions to test if the observed associations between MEG spectral power and AD pathology related to longitudinal cognitive performance, evaluated annually using the Repeatable Battery for the Assessment of Neuropsychological Status (RBANS). Results Aβ deposition was associated with neural hyper‐activity, as reflected by a positive association between Aβ SUVR values and MEG spectral power in higher frequencies (alpha [8 ‐ 12 Hz]) and a negative association in slow frequencies (delta [2 – 4 Hz]; Figure 2). The accumulation of medial temporal tau predicted a shift in these associations towards a hypo‐activation pattern (increased neural slowing), which was related to longitudinal decreases in attention scores (Figure 3). Conclusion Our results support the hypothesis that Aβ induces neural hyper‐activity in asymptomatic individuals, while the additive effects of Aβ and tau accumulation lead to a shift towards neural slowing that relates to cognitive deficits. These early detectable electrophysiological changes may represent novel non‐invasive biomarkers of the preclinical stages of AD and may potentially help predicting cognitive trajectories and disease progression in the AD continuum.
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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) | 0,002 | 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 ».