Bringing medical advances from the lab to the clinic.
关键词：AD；认知储备；大脑活动；记忆形成；Nature Communications
阿尔茨海默病（AD）是一种以大脑神经退行性变化为特征的疾病，其特点是β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块、tau蛋白神经纤维缠结以及神经退行性变。尽管大脑中存在显著的AD病理变化，但某些个体在其一生中并未发展为痴呆，这一现象促使研究者提出了认知储备（Cognitive Reserve, CR）假说。CR假说认为，个体在大脑功能受到与衰老和神经退行性相关的病理影响时，其受损程度存在差异，这种差异可能与大脑的认知和功能机制有关【1】。2024年11月13日，Niklas Vockert 等研究学者们在国际顶尖学术期刊 Nature Communications 上发表题为 Cognitive reserve against Alzheimer’s pathology is linked to brain activity during memory formation 的研究论文【2】。本研究旨在验证CR假说，并探索在从认知正常到AD痴呆的连续阶段中，大脑活动模式如何调节AD病理负荷对认知表现的影响。研究发现，认知储备相关的大脑活动模式能够调节AD病理负荷对认知表现的不利影响。这种活动模式主要表现为默认模式网络（Default Mode Network, DMN）的抑制和颞下区域包括梭状回的激活。个体化的fMRI基础CR评分能够减轻AD病理对认知表现的影响，并与教育年限正相关。此外，较高的CR评分能够减轻AD病理对认知能力下降的影响。
![]()
（如需原文，请加微信healsana获取，备注20241113NC）通过多变量调节分析，研究者发现了一个与认知储备相关的大脑活动模式，该模式在成功的记忆编码中起作用，并能调节AD病理负荷对认知表现的影响。具体来说，这一活动模式涉及到默认模式网络（DMN）的失活和颞下区域（包括梭状回）的激活。🔷 CR与大脑活动的关系：
研究发现，认知储备主要与任务活跃网络的表达更为显著有关。在记忆编码过程中，DMN的失活和颞下区域的激活与个体的认知储备水平相关联。这种活动模式在认知正常的个体和那些处于AD风险阶段的个体中都有体现。
🔷 个体化fMRI基础CR评分：
研究者基于fMRI数据，设计了个体化的CR评分系统。这些评分能够反映个体在记忆编码任务中的大脑活动模式，并且能够减轻AD病理对认知表现的影响。CR评分与个体的教育年限正相关，表明教育可能是认知储备的一个代理指标。
🔷 CR评分对认知下降的影响：
研究结果显示，较高的CR评分与认知能力下降的减缓相关。具体而言，CR评分能够减轻AD病理对认知能力下降的影响，尤其是在病理负荷较高的个体中。这表明，即使在病理负荷较重的情况下，具有较高CR的个体也能保持相对较好的认知功能。
🔷 CR评分与病理负荷的交互作用：
CR评分在不同认知测试中均显示出对病理负荷与认知表现关系的调节作用。例如，在PACC5（Preclinical Alzheimer’s Cognitive Composite 5）评分中，CR评分显示出对病理负荷（以PL分数表示）与认知表现之间关系的显著调节作用（p = 9.15 × 10^-15, β = 0.447 [0.341, 0.552], t(214) = 8.338）。
🔷 CR评分与教育的关系：
CR评分与教育年限之间存在正相关（p = 0.012, r(487) = 0.114 [0.025, 0.201]），这支持了教育作为认知储备的一个代理指标的观点。
🔷 CR评分对认知轨迹的长期影响：
在纵向分析中，CR评分能够减轻基线病理对认知轨迹的负面影响。具体来说，CR评分与海马体积（作为病理负荷的指标）和时间之间的三因素交互作用显著（p = 1.19 × 10^-4, β = 0.118 [0.060, 0.179], t(124.5) = 3.974），表明CR评分高的个体在面对病理负荷时，认知能力下降的速度较慢。
上述这些发现为理解认知储备的神经机制提供了新见解，并为开发针对AD和其他神经退行性疾病的预防和干预策略提供了潜在的靶点。
![]()
![]()
![]()
![]()
图5. 后续记忆相关活动调节PL和PACC5之间的关系![]()
临床意义和科研启发：
本研究揭示了认知储备（CR）与大脑活动模式之间的密切联系，特别是在记忆形成过程中，这对于临床医生早期识别和干预阿尔茨海默病（AD）具有重要意义。通过识别与CR相关的大脑活动模式，可以为患者提供个性化治疗方案，以增强或维持其认知储备，延缓认知衰退。此外，CR评分可作为评估AD患者预后的新工具，帮助预测个体对病理变化的敏感性。研究结果不仅促进了对认知储备神经机制的深入理解，也为开发新的生物标志物和评估干预效果提供了新思路。同时，它还鼓励了神经科学、心理学和临床医学等领域的跨学科合作，共同探索提高认知储备的影响因素和干预措施，为未来的研究和临床实践指明了方向。
【1】Stern, Y. et al. Whitepaper: defining and investigating cognitive reserve, brain reserve, and brain maintenance. Alzheimers Dement. 16, 1305–1311 (2020).【2】https://doi.org/10.1038/s41467-024-53360-9本文只是分享和解读公开的研究论文及其发现，以作科学文献记录和科研启发用；并不代表作者或本公众号的观点，更不代表本公众号认可研究结果或文章。为了给大家提供一个完整而客观的信息视角，我们有时会分享有冲突或不同的研究结果。请大家理解，随着对疾病的研究不断深入，新的证据有可能修改或推翻之前的结论。作者：Amber Wang，微信号：Healsana。助理：ChatGPT征战AD公众号，以分享阿尔茨海默病领域最新研究为主旨，希望由此推动由实验室向临床应用的转化。欢迎您的投稿与合作；也希望其他医学科学家以推文的形式分享您的研究成果。运营：美国Healsan咨询公司AD项目组，专注于临床科研及临床试验的服务公司，擅长于针对阿尔茨海默病的临床科研设计及临床试验结果的报告撰写。
