Związane z wiekiem zmiany w połączeniach funkcjonalnych miejsca sinawego

Proces starzenia się jest związany ze strukturalnymi i funkcjonalnymi zmianami w mózgu. Spadek zdolności poznawczych wraz z wiekiem jest nieuchronny i obserwowany jest nawet przy nieobecności patologicznych zmian neurodegeneracyjnych. Zdolność do odróżnienia fizjologicznych zmian związanych z wiekiem od wczesnych oznak zachodzenia procesów patologicznych jest istotna dla wczesnej diagnostyki i określenia czynników ryzyka chorób neurodegeneracyjnych. Funkcjonalny rezonans magnetyczny w stanie spoczynku (rs-fMRI) jest optymalną metodą badania zmian towarzyszących procesowi fizjologicznego starzenia się u ludzi. W mojej pracy skupiłam się na organizacji połączeń funkcjonalnych miejsca sinawego jako głównej struktury układu noradrenergicznego, biorąc pod uwagę rolę systemu noradrenergicznego w kontroli funkcji poznawczych takich jak pamięć, uwaga i funkcje wykonawcze. Wpływ wieku na zmiany w łączności funkcjonalnej miejsca sinawego został zbadany w oparciu o dane rs-fMRI pochodzące od 37 młodych i 27 starszych zdrowych osób, pozyskane z ogólnodostępnej bazy danych. Ze względu na istnienie dowodów na interakcje pomiędzy układem noradrenergicznym i układem dopaminergicznym, zbadano potencjalne zmiany w łączności pomiędzy głównymi strukturami obu układów. Dodatkowo, sprawdzono relacje pomiędzy łącznością miejsca sinawego a wynikami uzyskanymi na skalach wybranych testów behawioralnych. Uzyskano ogólny wzór łączności miejsca sinawego, niezależny od wieku, zgodny z danymi literaturowymi, obejmujący rozległe połączenia do obszarów korowych i móżdżku. Badanie nie wykazało różnic w łączności funkcjonalnej miejsca sinawego pomiędzy grupą starszych i młodszych dorosłych. Nie znaleziono również związanych z wiekiem różnic w łączności pomiędzy strukturami układu noradrenergicznego i dopaminergicznego. Wyniki testów behawioralnych były istotnie niższe w grupie osób starszych, co jednak nie miało odzwierciedlenia w zmianach w organizacji łączności funkcjonalnej miejsca sinawego. Brak istotnych różnic pomiędzy grupami najprawdopodobniej może być wynikiem zbyt niskiej liczebności grup eksperymentalnych.

The process of aging is associated with structural and functional changes in the brain. A decline in cognitive functions is an inevitable symptom of aging, even in the absence of neurodegenerative changes. Notwithstanding, it is of high importance to discriminate physiological changes from early signs of pathological processes. Resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) has become an optimal, non-invasive method for examination of correlates of healthy aging in humans. In the current study I focused on the organization of functional connectivity of the locus coeruleus-norepinephrine (LC-NE) system considering the involvement of the noradrenergic system in the control of key cognitive processes such as attention, working memory and executive functioning. Age-related changes in connectivity of the LC were investigated in the group of 37 young and 27 old healthy subjects with the usage of rs- fMRI data obtained from the open-access dataset. For the fact that noradrenergic system can have modulatory effects on the dopaminergic system, possible changes in relations between the LC, as the main source of noradrenaline, and main structures of the dopaminergic system were considered. Additionally, I examined the relationship between connectivity of the LC and outcomes of several behavioral tasks. Obtained pattern of the whole-brain functional connectivity of the LC, independent of age, was congruent with the existing literature and comprised the widespread connections to the cortical and cerebellar areas. However, the current study did not reveal any significant age-related changes in the functional connectivity of the LC between the group of young and elderly subjects. No age-related differences were found in the connectivity between the LC and structures of the dopaminergic system. Older subjects performed worse on cognitive tests, though it was not reflected in alterations in the organization of functional connectivity of the LC. The lack of between-group differences in the current study may stem from the small group sizes.