Análisis de la interacción psicofisiológica generalizada (PPI) de la memoria relacionados con la conectividad en individuos con riesgo genético de la enfermedad de Alzheimer

El término “conectoma” fue acuñado en 2005 marca un cambio de paradigma en la neurociencia que continúa a este día¹. El cerebro es cada vez más descrito en términos de interacciones entre regiones a gran escala, la conectividad y redes funcionales. Sin embargo, la delineación de especialización funcional regional y asociaciones entre fMRI mide la actividad y las demandas de la tarea son enfoques todavía válidos y útiles. Teniendo en cuenta el creciente interés en connectomics, conectividad funcional enfoques de análisis de tarea fMRI están creciendo en popularidad. Un enfoque para medir cambios de conectividad funcional depende de la tarea exige hace uso del concepto de PPI. Un PPI es la interacción de una fase de tarea activa o demanda de tarea (“psycho”) con la conectividad funcional (“fisio”) de una región de interés o “semilla” en el cerebro. PPI se diferencia del análisis bivariado, basado en la correlación de la conectividad funcional, que generalmente mide el grado de correlación entre la actividad en dos regiones sin restricciones relacionadas con las demandas de la tarea.

El concepto y el marco de un análisis PPI fue descrito originalmente por Castellon y colaboradores en 1997². Los autores afirmaron que su enfoque es importante porque permitiría que la investigación de la conectividad para ser más funcionalmente específico y permitir inferencias que la actividad en una semilla distal podría modular actividad resultante de una demanda de la tarea. En 2012, McLaren y sus colegas ha añadido a este marco original y se describen un enfoque gPPI en que todas las fases de la tarea y sus interacciones están incluidos en un solo modelo³. Este enfoque conduce a resultados que son más sensibles y específicas para la fase de la tarea y la interacción investigada. Es este enfoque actualizado gPPI que empleamos en el presente estudio (ver paso 6.2.2 en Protocolo). El enfoque de gPPI ahora ha sido citado en más de 200 estudios. Para mayor claridad, en lo sucesivo utilizamos ‘Ppp’ para describir las características comunes de la versión estándar y generalizada. ‘gPPI’ se utilizará para discutir avances específicos relacionados con el marco más reciente.

El objetivo general de un análisis PPI es entender cómo las demandas de una tarea cognitiva influyen o modulan la conectividad funcional de una región de semilla. Un análisis de PPP requiere una hipótesis a priori fuerte. Actividad en la región de semilla debe modulada por la tarea en orden para el enfoque PPI trabajar con eficacia⁴. Por ejemplo, en el presente estudio, basamos nuestra selección de semilla en la fuerte evidencia que la actividad hipocampal es modulado por las demandas cognitivas de una tarea de memoria. Utilizando el PPI, se pueden identificar regiones significativamente más o menos funcionalmente conectados el hipocampo durante las fases de la tarea específica. En definitiva, le pedimos a la pregunta, “en qué regiones es actividad más correlacionada con la semilla durante el contexto A con respecto a la línea de base?” También podemos preguntarle lo contrario de la lógica (como es importante entender la diferencia): “en qué regiones es actividad menos correlacionado con la semilla en contexto A con respecto a la línea de base?” Al interpretar las diferencias de grupo en efectos PPI, es importante examinar los datos y si cambio positivo o negativo en la conectividad funcional, o ambos, está conduciendo a las diferencias de grupo.

El enfoque de la PPI se ha utilizado para el estudio de centros de control de tarea dinámica en controles sanos, como modulación de la conectividad funcional se relaciona con rendimiento cognitivo en la enfermedad de Alzheimer (AD), inteligencia en los individuos con autismo, conectividad de red motor en individuos con enfermedad de Parkinson, cara de procesamiento en los individuos con trastorno dismórfico corporal, anorexia, regulación de la emoción, memoria y muchas otras preguntas específicas relacionadas con la conectividad^{5,6,7 ,8,9,10,11}. En el presente estudio, se comparan cambios en la conectividad funcional de subregiones del hipocampo durante la codificación de la memoria y la recuperación entre un grupo de individuos con mayor riesgo genético para el anuncio a un grupo sin el factor de riesgo¹². A continuación describe el protocolo que, aplicando el enfoque gPPI, nos permiten comprobar si la tarea produce cambios en la conectividad funcional se diferencian en asociación con la presencia de APOEε4, un factor de riesgo genético para la EA.