Riassunto analitico
Introduzione: il concetto di riserva cognitiva si riferisce all’abilità umana di essere resiliente nei confronti del danno cerebrale. Si basa sull’osservazione che alcuni individui non sviluppano declino cognitivo severo nonostante abbiano un danno della stessa entità che ha causato demenza in altri individui. Si pensa che questi soggetti resilienti abbiano una maggiore abilità di sostenere gli effetti del danno patologico (così come dell’invecchiamento), quindi abbiano una maggiore riserva cognitiva.
Obiettivi: Lo scopo dello studio è caratterizzare i correlati neuropsicologici e di neuroimaging della riserva cognitiva in un gruppo di pazienti con early-onset MCI.
Metodi: Pazienti con early-onset MCI hanno risposto al Cognitive Reserve Index questionnaire (CRIq), che fornisce una misura della riserva cognitiva indagando variabili come educazione, lavoro e attività del tempo libero durante l’intera vita dell’individuo. Sono inoltre stati sottoposti a valutazione neuropsicologica completa e a imaging di risonanza magnetica (MRI) multimodale, incluse sequenze T1 ad alta risoluzione, diffusion tensor imaging (DTI) e sequenze di MRI funzionale acquisite a riposo (resting-state fMRI). I punteggi di riserva cognitiva sono stati correlati al volume regionale di sostanza grigia (GM), alla fractional anisotropy (FA) dell’intero cervello e alla connettività funzionale dei resting-state networks (RSNs) usando, rispettivamente, Voxel Based Morphometry (VBM), Tract-Based Spatial Statistics (TBSS) e independent component analysis della resting-state fMRI (MELODIC).
Risultati: Sono stati reclutati 133 pazienti. I punteggi del CRIq sono risultati correlati positivamente con la performance in diversi test cognitivi. Le analisi di imaging hanno mostrato correlazioni negative tra i punteggi del CRIq e la connettività funzionale, in particolare in aree frontali e temporali. La TBSS ha rivelato una correlazione negativa tra il CRIq-TempoLibero e la fractional anisotropy (FA) del corpo del corpo calloso.
Discussione: I nostri risultati comportamentali hanno confermato che una maggiore riserva cognitiva è correlata a una migliore performance alla valutazione neuropsicologica. I risultati dell’imaging multimodale hanno mostrato che la riserva cognitiva è correlata al funzionamento del cervello piuttosto che alla struttura/morfologia. In particolare, soggetti con maggiore riserva cognitiva hanno una minore connettività funzionale a livello dei resting-state networks su larga scala, suggerendo che hanno una maggiore efficienza nel modo in cui il loro cervello è intrinsecamente connesso.
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Abstract
Background: The concept of cognitive reserve (CR) refers to the human ability to be resilient against brain damage. It grounds on the observation that some individuals do not develop severe cognitive impairment despite having the same amount of pathological damage that has caused dementia in other individuals. These resilient subjects are thought have greater ability to sustain the effects of pathological damage (as well as of ageing), i.e. they have greater cognitive reserve.
Objectives: We aimed to characterize the neuropsychological and neuroimaging correlates of cognitive reserve in a cohort of people affected by early-onset MCI.
Methods: Patients with early-onset MCI answered the Cognitive Reserve Index questionnaire (CRIq), which provides a measure of cognitive reserve by enquiring about lifespan variables such as education, work and leisure activities. They also underwent extended neuropsychological assessment and multimodal Magnetic Resonance Imaging (MRI), including high-resolution T1-weighted sequences, diffusion tensor imaging (DTI) and functional MRI sequences acquired at rest (resting-state fMRI). Cognitive reserve scores were related to regional grey matter (GM) volume, whole brain fractional anisotropy (FA) and functional connectivity of resting-state networks (RSNs) using, respectively, Voxel Based Morphometry (VBM), Tract-Based Spatial Statistics (TBSS), and independent component analysis of resting-state fMRI (MELODIC).
Results: 133 patients were recruited. CRIq scores correlated positively with performance on several cognitive tests. Imaging analyses showed negative correlations between CRIq scores and functional connectivity, particularly in the frontal and temporal areas. TBSS revealed a negative correlation between CRIq-LeisureTime and Fractional Anisotropy (FA) of the body of the corpus callosum.
Discussion: Our behavioural results confirmed that higher CR is related to better cognitive performance on neuropsychological assessment. The multimodal imaging results showed that CR is related to brain functioning rather than structure/morphology. In particular, subjects with higher CR have lower functional connectivity within large-scale resting state networks suggesting that they have greater efficiency in the way their brain is intrinsically connected.
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