BABRI协作组在《NeuroImage》发表论文揭示老化过程人脑白质结构失连接的潜在葡萄糖代谢机制
2020年12月，北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室BABRI协作组在神经影像领域权威期刊《NeuroImage》发表了题为“Relationship between the disrupted topological efficiency of the structural brain connectome and glucose hypometabolism in normal aging”的论文。本研究基于北京BABRI协作组收集的中国社区老年人的多模态神经影像数据，通过弥散磁共振成像（DTI）和正电子发射断层扫描技术（PET），对正常老化过程中大脑白质结构网络拓扑效率与大脑皮层葡萄糖代谢水平的变化模式以及两者之间关系进行了系统研究。本文的第一作者是北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室的毕秋辉博士和王文潇博士，通讯作者是北京师范大学的舒妮老师和中国医学科学院北京协和医院的崔瑞雪老师。
研究概述：
正常衰老过程伴随着大脑退行性改变，如灰质萎缩、白质连接损伤、葡萄糖代谢水平降低等。随着多模态神经影像技术，如磁共振成像（MRI）和正电子发射断层扫描（PET）的发展，对于正常老化过程大脑结构和功能随着年龄增长如何改变，以及不同模态影像所揭示的大脑宏观和微观水平变化模式之间的关系是目前关注的科学问题。
本研究结合DTI和FDG-PET技术，通过对42名认知正常的健康老年被试的大脑宏观白质结构网络的拓扑效率和分子水平的葡萄糖代谢进行了系统分析，发现随着正常老化过程，脑白质网络全局拓扑效率和整体的皮层葡萄糖代谢水平随年龄表现出显著下降，特别是在丘脑的亚区，白质连接效率和葡萄糖代谢水平的下降具有显著的相关性。重要的是，在不同老年个体内部，均一致地发现脑白质连接效率越高的脑区呈现出较高的葡萄糖代谢水平，说明白质连接效率和葡萄糖代谢在个体内具有较高的空间耦合性，并且这种耦合性随着年龄增加呈现上升趋势（图1）。
本文揭示了正常老年人的脑白质连接效率和皮层葡萄糖代谢之间的紧密耦合关系，为理解大脑宏观水平的白质结构连接和分子水平的葡萄糖代谢之间的关系提供了新的见解，并阐明了正常老化过程中大脑白质结构失连接的潜在代谢机制。
图1. 正常老化脑白质连接效率和葡萄糖代谢水平之间的空间耦合性
全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1053811920310764?via%3Dihub
引用格式：Bi Q, Wang W, Niu N, Li H, Wang Y, Huang W, Chen K, Xu K, Zhang J, Chen Y, Wei D, Cui R, Shu N, Zhang Z (2020). Relationship between the disrupted topological efficiency of the structural brain connectome and glucose hypometabolism in normal aging. Neuroimage 226:11759.
