Gegeneraliseerde psychofysiologische interactie (PPI) analyse van geheugen gerelateerde connectiviteit in personen die erfelijk risico op de ziekte van Alzheimer

De term “connectome” werd bedacht in 2005 markering een paradigmaverschuiving in de neurowetenschappen dat tot op de dag^{1 blijft}. Het brein is steeds meer beschreven in termen van functionele netwerken, connectiviteit en interacties tussen en binnen regio’s op grote schaal. De afbakening van regionale functionele specialisatie en associaties tussen fMRI-gemeten activiteit en taak eisen zijn echter nog steeds geldig en nuttig benaderingen. In het licht van de groeiende interesse in connectomics groeien functionele connectiviteit benaderingen van fMRI taakanalyse in populariteit. Een aanpak voor het meten van functionele connectiviteit veranderingen afhankelijk van taak vraagt maakt gebruik van het concept van PPI. Een PPI is de interactie van een actieve taak fase of een bepaalde taak vraag (“psycho”) met de functionele connectiviteit (“fysio”) van een gebied van belang of “zaad” in de hersenen. PPI verschilt van bivariate correlatie gebaseerde analyse van functionele connectiviteit, die over het algemeen de mate van de correlatie tussen de activiteit in twee regio’s zonder beperkingen aan de eisen van de taak gerelateerde meet.

Het concept en het kader van een PPI-analyse werd oorspronkelijk beschreven door Friston en collega’s in 1997². De auteurs verklaard dat hun aanpak belangrijk, was omdat hiermee het onderzoek van connectiviteit om meer functioneel specifieke en voor gevolgtrekkingen dat de activiteit in een distale zaad kon worden modulerende activiteit die voortvloeien uit de vraag van een taak. In 2012, McLaren en collega’s aan deze oorspronkelijke kader toegevoegd en beschreven een gPPI aanpak waarin alle fasen van de taak en hun interacties zijn opgenomen in een enkel model³. Deze aanpak leidt tot resultaten die meer gevoelig en specifiek naar de taak fase en interactie onderzocht. Het is deze benadering van de bijgewerkte gPPI die wij in de huidige inzetten studie (zie stap 6.2.2 in Protocol). De aanpak van de gPPI is nu reeds in meer dan 200 studies. Voor de duidelijkheid, hierna gebruiken we ‘PPI’ voor het beschrijven van de gemeenschappelijke kenmerken van zowel de standaard en gegeneraliseerde versie. ‘gPPI’ worden gebruikt voor het bespreken van specifieke voorschotten die zijn gekoppeld aan het nieuwe kader.

Het algemene doel van de analyse van een PPI is te begrijpen hoe de eisen van een cognitieve taak beïnvloeden of het moduleren van de functionele connectiviteit van een zaad-regio. Een PPI analyse vereist een sterke een priori hypothese. Activiteit in de regio van het zaad moet worden gedifferentieerd door de taak om de aanpak van de PPI om effectief te werken⁴. Bijvoorbeeld, in de huidige studie gebaseerd wij onze zaad selectie op de sterke aanwijzingen dat hippocampal activiteit door de cognitieve eisen van de taak van een geheugen wordt gemoduleerd. Met behulp van PPI, kunnen regio’s, die aanzienlijk meer of minder functioneel met de hippocampus tijdens specifieke taak fasen verbonden zijn worden geïdentificeerd. Kortom, vraag we de “in welke regio’s is activiteit meer gecorreleerd met het zaad tijdens kader A ten opzichte van de basislijn?” Wij kunnen ook vragen het logische tegenovergestelde (want het is belangrijk om het verschil te begrijpen): “in welke regio’s is activiteit minder gecorreleerd met het zaad tijdens kader A ten opzichte van de basislijn?” Bij de interpretatie van groep verschillen in PPI effecten, is het belangrijk om de gegevens en of positieve of negatieve verandering in functionele connectiviteit, of beide, is het rijden van groep verschillen te onderzoeken.

De PPI-aanpak heeft geweest tweedehands voor dynamische taak controle hubs in gezonde controles, bestuderen hoe de modulatie van functionele connectiviteit is gerelateerd aan cognitieve prestaties in de ziekte van Alzheimer (AD), intelligentie bij personen met autisme, motor netwerkconnectiviteit bij personen met de ziekte van Parkinson’s, gezicht verwerking bij personen met body dysmorphic disorder en anorexia, emotieregulatie, geheugen en vele andere specifieke vragen met betrekking tot connectiviteit^{5,6,7 ,8,9,10,11}. In de huidige studie vergelijken we veranderingen in functionele connectiviteit van deelgebieden van de hippocampus tijdens de codering van geheugen en het ophalen tussen een groep van individuen op verhoogd erfelijk risico op neurale AD naar een groep zonder de risicofactor¹². De volgende beschrijft het protocol waarmee wij, toepassing van de gPPI aanpak, laten toe om te testen of taak-ontlokte veranderingen in functionele connectiviteit in samenwerking met de aanwezigheid van APOEε4, een genetische risico-factor voor advertentie verschillen.