Study on very early diagnosis of Alzheimer's disease by brain structure network analysis

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K07583
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: Southen Tohoku Research Institute for Neuroscience (2023); National Center of Neurology and Psychiatry (2021-2022)
• Principal Investigator: Matsuda Hiroshi 一般財団法人脳神経疾患研究所, 南東北創薬・サイクロトロン研究センター, 院長 (90173848)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: アルツハイマー病 / ネットワーク / アミロイド / PET / MRI

Outline of Final Research Achievements

MRI including 3DT1-weighted images and amyloid PET were performed in 53 patients with cognitive decline and suspected Alzheimer's disease, and gray matter was extracted from the 3DT1-weighted images to perform individual-level brain network analysis based on graph theory. Statistical Parametric Mapping was used to determine the correlation between the Centiloid scale, a quantitative measure of amyloid accumulation, and the betweenness centrality image, which represents the hub region of the brain network. Betweenness centrality showed a significant inverse correlation with the Centiloid scale, with a Z-score of 3.17 (p<0.001) in the precuneus. An abnormal network in the precuneus, where amyloid accumulates early, is a characteristic finding in Alzheimer's disease.

Free Research Field

放射線科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アミロイドPET陽性は、アルツハイマー病の診断の必要条件である。日常臨床でアルツハイマー病と診断される症例のうち、約30％にアミロイドPET陰性例が含まれると報告されており、アミロイドPETはアルツハイマー病診断に大きな影響を与えることが分かっている。しかし、アルツハイマー病診が疑われるすべての患者にアミロイドPETを実施することはできず、アミロイド陽性を予測する他のバイオマーカーが必要とされる。本研究では、このバイオマーカーとして、構造的T1強調MRIに注目し、萎縮がみられない段階においてアルツハイマー病で最も早くアミロイド蓄積が観察される楔前部にネットワーク異常を検出することができた。