Brain connectivity drives tau presence while regional vulnerability drives tau load in Alzheimer's disease
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Alzheimer's disease (AD) tau pathology is believed to propagate cell-to-cell through synaptic connections, but local properties - both intrinsic and dynamic - likely influence cellular vulnerability to tau accumulation. This study uses computational models to disentangle the roles of brain connectivity and regional vulnerability in determining where (presence) and how much (load) tau accumulates across brain regions. METHOD: We analyzed [18F]RO948-PET data across 66 Desikan-Killiany regions from 646 Aβ-positive participants (219 unimpaired, 212 mild cognitive impairment, 215 AD dementia) from the Swedish BioFINDER-2 study. tau-PET standardized uptake value ratios (SUVR) represented tau load. Tau presence was calculated as tau-PET-positive probabilities from Gaussian mixture models (Figure 1b,1c). The Susceptible-Infected-Removed (SIR) model simulated regional tau synthesis, misfold, clearance, and spread over a connectome, with a priori regional information influencing model parameters. Exploratory models used eight connectome types and 49 spatial maps of brain properties (Figure 1a,2a,2b), and were fit over whole-population and subtype-specific tau patterns. Pearson correlation between simulated and observed tau patterns assessed model performance. RESULT: Tau presence aligned better with Braak staging compared to tau load. SC-based models better explained tau presence than tau load (Figure 1d,1e), but including regional AD factors improved simulations more for tau load (Figure 1f,1g,2c). Exploratory analyses validated known mechanisms, including SC-guided spreading influencing by MAPT (misfolding/synthesis) and Aβ (spreading), but highlighted under-explored mechanisms like CSF clearance, developmental morphometry and various receptor distributions (Figure 2d,2e). Modeling tau propagation through receptor similarity networks yielded the best results overall. Subtype analyses reproduced known patterns for tau load patterns but no subtypes of tau presence emerged (Figure 3a,3b), suggesting consistent propagation pathways across individuals but variability in accumulation. Analyzing tau load subtypes, the MTL-sparing subtype originated in the precuneus and propagated through functional connections, unlike other subtypes originating in the entorhinal cortex and spreading anatomically (Figure 3c,3d). CONCLUSION: Tau presence follows a Braak-like pattern driven by connectivity, while tau load varies across people based on regional vulnerability. These findings validate known mechanisms but highlight under-explored contributions of receptor distributions to tau accumulation.
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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 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 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 | 0,001 | 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 ».