研究亮点
- •多模态磁共振成像显示，与轻度认知障碍相比，认知脆弱性表现出更显著的灰质萎缩
- •在白质高信号、结构连接或功能连接方面，认知脆弱性与轻度认知障碍之间无显著差异
- •灰质易损性可能是认知脆弱性患者痴呆风险升高的基础
摘要
背景
认知脆弱性（CF）被公认为痴呆的高风险状态，定义为身体虚弱（PF）和轻度认知障碍（MCI）共存。虽然PF和MCI均增加痴呆易感性，但CF带来的风险高于任一单独状态。然而，区分CF与MCI的神经基础尚不清楚。本研究旨在通过多模态MRI分析阐明CF与MCI之间的神经差异。
方法
我们通过对比61名CF和108名MCI社区居住老年人的多模态MRI指标，调查其神经基础，以全面考察潜在神经机制。进行全脑分析以评估灰质（GM）体积、白质高信号（WMHs）以及结构和静息态功能连接。将年龄、性别、血管风险因素和颅内体积作为协变量。
结果
CF组在颞叶、梭状回、小脑、楔叶、楔前叶、中央前回和中央后回以及尾状核等多个广泛脑区表现出比MCI组更显著的GM萎缩。相比之下，两组在WMH体积或数量、结构连接或静息态功能连接方面未观察到显著差异。
结论
这些发现表明，与MCI相比，CF中可能更明显地表现出广泛GM萎缩，而在WMHs或结构或功能连接方面未观察到明显差异。本研究为CF的神经基础提供了新证据，并强调了多模态MRI在阐明脆弱状态神经基础方面的效用。
引言
在老龄化社会中，预防痴呆是一项重要的公共卫生优先事项（Nichols等，2022），特别是鉴于目前尚无治愈性治疗方法。因此，识别提高痴呆发病风险的状况并阐明其潜在机制，对于制定有效的预防策略至关重要。轻度认知障碍（MCI）是痴呆最明确的高风险状态之一（Gauthier等，2006）。虚弱（Frailty）也已成为理解老年人群痴呆易感性的关键老年医学概念（Kojima等，2016）。这两种状况均反映了认知和/或身体功能的下降，增加了包括痴呆在内的不良健康结局的易感性。认知障碍与身体虚弱（PF）的共存被定义为认知脆弱性（CF）（Kelaiditi等，2013）。值得注意的是，CF带来的痴呆风险显著高于MCI或PF单独存在的情况（Shimada等，2018b；Zheng等，2020），且这两种状况在老年人中经常共存（Shimada等，2013）。因此，更清晰地理解CF对于推进痴呆预防至关重要。
阐明与痴呆高风险状态相关的神经基础对于推进预防工作至关重要。磁共振成像（MRI）在识别这些神经基础方面发挥着关键作用（Arvanitakis等，2019；Ewers等，2011；Tartaglia等，2011）。痴呆的特征是病理性脑变化，包括灰质萎缩、结构和功能连接的中断，以及白质高信号（WMHs）负担增加（O'Brien等，2001；Prins和Scheltens，2015；Teipel等，2015）。在无痴呆的高风险人群中——包括MCI患者、PF患者，甚至认知健康的老年人——也观察到类似的改变，这表明此类神经中断可能有助于提高未来痴呆发病的风险（Chen等，2015；Harandi等，2025；Nishita等，2019；Zuniga等，2023）。尽管关于这些痴呆风险状态中神经基础的证据不断积累，但CF（一种可能代表比MCI或PF单独存在时更高风险的状态）中这些神经基础的差异仍不清楚。因此，阐明CF的神经基础对于推进我们对其神经生物学基础的理解以及将CF与其他痴呆相关风险状况区分开来至关重要。一些研究已经调查了与非CF组相比与CF相关的神经特征。Sugimoto等报告CF个体的WMH负担更大（Sugimoto等，2019），而其他研究显示CF中灰质体积减少（Wan等，2020a；Wan等，2020b）。然而，与MCI（痴呆最重要的高风险状态之一）相比，CF的神经特征在很大程度上仍未被探索。
更深入地理解CF的神经基础需要与MCI进行直接比较，MCI是痴呆最明确的高风险状态之一。Yoshiura等报告，与MCI老年人相比，CF老年人表现出更严重的白质病理——反映在更高的Fazekas评分和更多的脑微出血——（Yoshiura等，2022）。相比之下，他们在白质病变体积或记忆相关区域（包括海马、杏仁核、海马旁回和内嗅皮层）的灰质体积方面未发现显著的组间差异。然而，充分表征CF的神经基础需要超越先前研究中常用的区域性分析——如体积评估和脑微出血评估——并纳入全脑分析和结构与功能连接评估，这些评估本身就是与痴呆风险相关的公认神经基础。为解决这一空白，本研究旨在通过使用全脑多模态神经成像比较CF老年人与MCI老年人，阐明CF的神经基础。多模态成像提供了对认知衰退和痴呆潜在的复杂神经机制的更全面视图，克服了单模态方法固有的局限性（Lin等，2012）。
我们假设CF老年人将比MCI老年人表现出更明显的神经基础改变。这一假设得到了神经中断是痴呆风险状态标志的累积证据以及CF带来比MCI更高痴呆风险的发现的支持（Shimada等，2018a）。
研究方法与结果
研究对象
我们从日本爱知县东海市国立老年医学研究中心（National Center for Geriatrics and Gerontology）进行的一项干预研究的子队列中，招募了180名无痴呆或残疾的社区居住老年人（Shimada等，2016）（补充图1）。应用排除标准后，169名参与者的数据被纳入分析（表1）。11名参与者因以下原因被排除：拒绝MRI导致的DTI或FLAIR数据缺失。
样本描述
我们分析了61名CF和108名MCI参与者的资料（表1）。在年龄、TMT-A评分、DSST评分、步行速度、握力、eTIV、GM体积和WM体积方面观察到显著的组间差异（p < 0.05）。相比之下，在性别、糖尿病、高血压或高脂血症的患病率、词语记忆表现、TMT-B评分或MMSE评分方面未发现显著差异（表1）。
灰质体积
CF组在八个簇中表现出显著降低的GM体积（图1）。
讨论
本研究调查了社区居住老年人中与CF相关的神经基础，并与MCI进行了比较。为此，我们应用多模态MRI方法评估GM体积、WMH体积和数量、WM完整性以及静息态功能脑网络。多模态成像能够更全面地表征痴呆高风险状态中神经病理学的神经基础。我们的研究发现表明，CF组表现出...
局限性
本研究的一个关键优势是使用多模态MRI对CF和MCI——两种不同的痴呆风险状态——的神经基础进行了直接的头对头比较。但也应承认几个局限性。首先，为了更好地分离身体和认知衰退的协同效应，未来研究应包括健康老年人和认知保持完好的PF个体。其次，尽管我们根据心血管健康研究标准检查了CF和PF...
结论
在本研究中，我们使用全脑多模态MRI检查了CF和MCI之间神经基础的差异。CF与广泛脑区——特别是那些参与信息整合、认知处理、记忆和躯体感觉功能的区域——的更大GM萎缩相关，而在WMH负担、结构连接或静息态功能连接方面未观察到显著的组间差异。这些发现表明，特定皮层...
资金声明
本工作得到了日本JSPS KAKENHI科学研究费补助金（C类）[资助号：25K14396]和（A类）[资助号：23H00461]的支持。
作者贡献声明
Kenji Harada：撰写-原始草稿，可视化，方法学，经费获取，正式分析，概念化。Masanori Morikawa：撰写-审阅与编辑，数据管理。Kazuya Fujii：撰写-审阅与编辑。Chiharu Nishijima：撰写-审阅与编辑。Daisuke Kakita：撰写-审阅与编辑。Kazuki Soma：撰写-审阅与编辑。Takuto Okuya：撰写-审阅与编辑。Hiroyuki Shimada：监督，项目管理，经费获取。
利益冲突声明
所有作者声明无利益冲突。
致谢
我们感谢东海市办公室在招募参与者方面的协助。我们还要感谢实验室的研究助理和测量人员。
【全文结束】
