Brain physiological pulsations are linked to sleep architecture and cognitive performance in older adults
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The glymphatic system facilitates efficient waste clearance in the brain through the movement of cerebrospinal fluid (CSF) along perivascular spaces. Animal studies have demonstrated that glymphatic efficiency declines with age, but evidence for such decline in humans is limited. We hypothesized that reduced glymphatic efficiency in older adults may be related to age-related worsening of sleep quality, potentially contributing to cognitive impairment. METHODS: 20 participants aged ≥60 years provided multi-dimensional cognitive measures, overnight polysomnography, and Magnetic Resonance Encephalography (MREG) performed the morning following the PSG. MREG is a single-shot, three-dimensional (3D) sequence employing a spherical stack-of-spirals trajectory that undersamples 3D k-space, enabling whole-brain data acquisition every 100 milliseconds to non-invasively and dynamically assess brain physiological pulsations. Spectral power and optical flow analyses quantified physiological pulsations within cardiovascular (CvB; 0.52-1.6 Hz), respiratory (RFB; 0.11-0.44 Hz), and low-frequency (LFB; 0.008-0.1 Hz) bands. These measures were correlated with cognitive test scores and sleep parameters assessed by overnight polysomnography. RESULTS: Significant associations emerged between physiological pulsations, sleep, and cognitive measures. Cardiovascular pulsation strength correlated with non-rapid eye movement (NREM) stage 3 (N3) sleep percentage (peak voxel in right frontal pole; r = 0.72, p < 0.001) and language domain performance (left calcarine gyrus; r = 0.56, p = 0.01). Respiratory pulsations correlated strongly with sleep onset latency (right inferior temporal gyrus; r = 0.75, p < 0.001). Additionally, low-frequency pulsations were associated with sleep onset latency (right precentral gyrus; r = 0.67, p = 0.002). These findings suggest that glymphatic efficiency, as reflected by brain pulsations, is closely linked to sleep quality and cognitive performance in older adults, particularly involving cortical and subcortical structures relevant to cognitive and sleep regulatory functions. CONCLUSION: This study uniquely demonstrates that brain physiological pulsations measured non-invasively with MREG are significantly associated with sleep architecture and cognitive performance in older adults. These findings underscore the potential of MREG to assess glymphatic function and provide important insights into the mechanisms linking sleep disturbances, cognitive decline, and aging. The identified correlations between pulsations and specific brain regions highlight potential pathways through which impaired glymphatic function could contribute to cognitive decline in older adults, suggesting promising avenues for future clinical and research applications.
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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.
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 ».