Unveiling paths to Alzheimer’s disease: excitation-inhibition ratio shapes hierarchical dynamics
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Alzheimer’s disease is marked by cognitive and memory impairment, with early disruptions in the balance between excitatory and inhibitory neurotransmission, thought to be closely linked to co-occurrent brain changes. The posterior-to-anterior hypothesis posits that functional neurodegeneration begins in critical areas of the default mode network, particularly the hippocampus and posterior cingulate cortex, before extending to more anterior brain regions. This study seeks to evaluate how cortical hierarchy, measured with functional connectivity proxies for excitation/inhibition equilibrium, shapes across the continuum from cognitively unimpaired individuals to symptomatic Alzheimer’s disease. We include 97 participants: 28 patients (including 20 carriers of the Apolipoprotein E allele, ɛ4+), 35 at-risk individuals (ɛ4+), and 34 controls (ɛ4-). Resting-state functional MRI and T1-weighted imaging were collected for all subjects, with a subset of Alzheimer’s patients also undergoing GABA-edited magnetic resonance spectroscopy in posterior cingulate cortex to provide a multimodal description of pathology-related excitation/inhibition disruptions’ impact on cortical hierarchical dynamics. To probe the validity of excitation/inhibition proxies, we (i) investigated the relationship between in-vivo measurements and cognitive profile in Alzheimer’s; (ii) compared default mode network temporal dynamics across groups; (iii) tested its multivariate association with cognitive profile and genetic interactions; (iv) and quantified subject fingerprints related to both pathology presence and genetic risk factors. The in-vivo excitation/inhibition ratio significantly related to cognitive deficits in Alzheimer’s patients, indicating that lower inhibition corresponds to poorer cognitive performance. A voxel-wise analysis demonstrated a positive association between neurometabolism in the posterior cingulate and temporal dynamics across default mode network regions, which can effectively differentiate between patients and controls. Furthermore, network fluctuations showed significant links to cognitive performance metrics, particularly among at-risk individuals. The study identified distinct functional fingerprints based on cortical temporal dynamics, emphasizing the interplay between genetic predisposition and the presence of Alzheimer’s disease. This investigation provides compelling evidence for the clinical importance of functional connectivity proxies related to excitation/inhibition, particularly within the default mode network. Neurodegeneration induces both a temporal and neurometabolic functional regression in higher-order cortical areas, resulting in a loss of specialized function. Consequently, the hierarchical continuum of cortical functions is disrupted, leading to a homogenization of brain activity. Excitation/inhibition proxies can expand our ability to recognize brain fingerprints of at-risk pre-symptomatic and pre-clinical subjects, opening pathways for potential disease-modifying treatments.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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.
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 ».