Различающиеся изменения связности сетей при поведенческом варианте фронтотемпоральной деменции и болезни Альцгеймера

Функциональная магнитно-резонансная визуализация покоящегося состояния, основанная на анализе сетевой (intrinsic) связности, представляет собой метод для картирования функций и нарушений крупномасштабных нейронных сетей. Ранее мы показали, что поведенческий вариант фронтотемпоральной деменции (bvFTD) и болезнь Альцгеймера (AD) вызывают атрофию в двух основных сетях: передней Сети Салиенса (Salience Network), атрофированной при bvFTD, и задней Сети режима покоя (Default Mode Network), атрофированной при AD. В здоровом мозге эти сети антикоррелированы. Заболевания характеризуются расходящимися профилями симптомов и дефицитов: bvFTD нарушает социально-эмоциональную функцию при сохранении или усилении визопространственных навыков, тогда как при AD наблюдается обратная картина. Мы выдвинули гипотезу, что эти расстройства окажут противоположные эффекты на связность: нарушение Сети Салиенса при bvFTD и её усиление при AD, а также нарушение Сети режима покоя при AD и её усиление при bvFTD. С помощью функциональной МРТ в состоянии покоя мы проверили эти идеи в группах bvFTD, AD и здоровых сверстников (n = 12 в каждой группе), применив независимый компонентный анализ для получения контрастов на уровне групп. Как предсказывалось, bvFTD ослабляла связность Сети Салиенса, прежде всего в переднео-островковой области (frontoinsular), поясной извилине, стриатуме, таламусе и стволе мозга, но усиливала связность Сети режима покоя. В отличие от этого, AD снижала связность Сети режима покоя в заднем гиппокампе, медиальных cingulo-parieto-occipital областях и дорсальном ядре шва, но усиливала связность Сети Салиенса. Конкретные участки нарушения связности в каждой целевой сети предсказывали усиление внутренней связности в соответствующей противоположной сети. При bvFTD клиническая тяжесть коррелировала с потерей правой переднеостровковой (right frontoinsular) связности Сети Салиенса и с усилением двупаретальной (biparietal) связности Сети режима покоя. На основе этих результатов мы исследовали, может ли комбинированный индекс связности Сети Салиенса и Сети режима покоя различать три группы. Линейный дискриминантный анализ достиг 92% точности клинической классификации, включая 100% разделение bvFTD и AD. Пациенты, у которых клинические диагнозы подтверждены молекулярной визуализацией, генетикой или патологией, показали 100% разделение с использованием этого метода, включая четырех диагностически сомнительных «тестовых» пациентов, не участвовавших в обучении алгоритма. В целом результаты указывают, что bvFTD и AD приводят к различающимся паттернам сетевой связности, согласующимся с известными реципрокными взаимодействиями сетей и с профилями нарушений двух заболеваний. При дальнейшей доработке сигнатуры внутренней связности сетей могут стать простыми, недорогими и неинвазивными биомаркерами для дифференциальной диагностики деменции и мониторинга заболевания.