Cognitive impairment and vulnerability of cholinergic brain network in the Alzheimer’s continuum: free-water imaging based on diffusion tensor imaging
Notice bibliographique
Résumé
Background Increased extracellular free water (FW) is considered to provide better pathophysiological information than conventional diffusion tensor imaging (DTI) metrics. The cholinergic brain network is a key hub for cognitive function, and microstructural changes detected by free water imaging in this system may be associated with cognitive impairment in Alzheimer’s disease (AD). However, the specific impact of FW changes in the cholinergic brain network on cognitive domains across the AD continuum and their diagnostic value remain unclear. Methods Here, we investigated the basal forebrain cholinergic free water alterations based on free water-corrected diffusion tensor imaging in healthy controls (n = 36), amnestic mild cognitive impairment (aMCI; n = 31), the AD group (n = 33). The cholinergic basal forebrain subregions were divided into the Broca diagonal band (Ch1-3) and the Meynert basal nucleus (Ch4). The cognitive domains performance was measured using the Montreal Cognitive Assessment (MoCA). Additionally, we evaluated the diagnostic value of free water fraction (FWf) within the cholinergic system. Results FWf in the bilateral Ch1-3 and Ch4 regions increased with age, and was significantly higher in aMCI and AD (p < 0.001). In AD, the FWf within Ch4 was correlated with total MoCA score (R = −0.42, p = 0.015), especially with visual spatial/executive (R = −0.47, p = 0.006) and orientation deficits (R = −0.38, p = 0.029). No significant correlations were found in the aMCI group. ROC curve analysis showed that FWf within the cholinergic brain network had high diagnostic efficacy for AD versus HC (AUC = 0.958, 95% CI = 0.909–1.00), and moderate diagnostic efficacy for aMCI versus HC (AUC = 0.795, 95% CI = 0.685–0.905) and aMCI versus AD (AUC = 0.719, 95% CI = 0.589–0.850). Conclusion FW imaging captures microstructural damage in the cholinergic brain network across the entire AD continuum. These changes occur early in aMCI but selectively affect domain-specific cognition in the later stages of AD, possibly through cholinergic network dysfunction. Our results highlight the potential of free water imaging as a biomarker for cognitive decline.
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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 | 0,001 | 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 | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».