Невротизм связан с когнитивным снижением и повышенным риском болезни Альцгеймера через дисрегуляцию возбуждающих нейронов

Повторная транскраниальная магнитная стимуляция (рТМС) является многообещающим методом лечения расстройства, связанного с употреблением табака (РТУТ). Хотя на уровне группы активная стимуляция превосходит плацебо, на индивидуальном уровне наблюдается изменчивость в клиническом ответе. Поведенческие и нейробиологические факторы, которые отличают тех, кто реагирует на рТМС, от тех, кто не реагирует, остаются неясными. Чтобы изучить индивидуальные факторы, влияющие на острые реакции на рТМС, 60 участников получили одну сессию рТМС, направленную на дорсолатеральную префронтальную кору (ДПК) и контрольный регион (зрительная кора; V5) в случайном порядке. Их оценки поведения и нейровизуализации были проведены до и после сеансов рТМС. Гипотезы, касающиеся предикторов ответа на основе поведения и нейровизуализации, были предрегистированы до завершения сбора данных. РТМС на ДПК привела к значительному снижению самоотчетного влечения к курению по сравнению с рТМС на контрольной области мозга (p = 0.0006), и участников классифицировали как n = 38 реагирующих и n = 22 не реагирующих. Реагирующие использовали значительно больше сигарет в день (M = 11.441) по сравнению с не реагирующими (M = 7.952), сообщали о более высоких уровнях влечения к курению (d = 1.059), и о более тяжелой никotinовой абстиненции (d = 0.803) перед рТМС. Нейровизуализационные анализы, основанные на предрегистированных гипотезах, показали, что функциональная связь между ДПК, фронто-париетальной и островковой областями мозга не различалась значительно между реагирующими и не реагирующими. Однако исследовательские анализы показали, что у реагирующих была снижена функциональная связь до рТМС между островком и ядром accumbens, прекунеусом и затылочной полюсом. Эти результаты предполагают, что реакция на рТМС при РТУТ связана с большим потреблением сигарет в исходном состоянии, влечением и абстиненцией, а также с особыми паттернами функциональной связи, связанными с значимостью, вознаграждением и самоотнесенностью, предоставляя кандидатные поведенческие и нейронные маркеры для персонализированных интервенций рТМС при РТУТ.

Введение. Старение характеризуется широкомасштабными изменениями коры, однако молекулярные основы и механизмы на уровне сети, лежащие в основе этой изменчивости, остаются недостаточно понятными. Методы. Мы проанализировали структурные данные МРТ у 952 взрослых людей в возрасте от 18 до 94 лет, используя морфометрические сети схожести, подтипы и стадии, а также кортикальную транскриптомику. Внутреннюю связанность в сетях коры изучали в трех основных корковых сетях и сравнивали с кортикальными паттернами экспрессии генов, связанных с долголетием. Результаты. На основе различных паттернов морфометрической схожести внутри сети и их ассоциаций с генами долголетия, выделились два устойчивых подтипа, связанных со старением. Нормативный подтип старения (метаболически-иммунный) показал профили связанности, соответствующие типичному возрастному снижению, и обогатился генами, участвующими в метаболизме, инсулиновом сигнальном пути и регуляции иммунных процессов. Компенсаторный подтип (стресс-ремонт) демонстрировал более сохраненную связанность внутри сети и был ассоциирован с генами, связанными с ответом на стресс, ремонтом ДНК и протеостазом. Несмотря на наложение двух подтипов в путях окислительного стресса и нейродегенерации, они имели разные молекулярные сигнатуры, связанные с различными траекториями коркового старения. Заключение. Объединяя морфометрию на основе сети с транскриптомикой, мы устанавливаем подход к моделированию, который различает нормативное снижение и компенсаторную адаптацию в корковом старении и предоставляет биологически значимые маркеры старения мозга.

По сравнению с традиционными грубыми объемными показателями, модели, основанные на поверхности, обеспечивают большую пространственную точность для понимания изменений в мозге, связанных с развитием, неврологическими и психиатрическими расстройствах. Глобальные инициативы по исследованию мозга объединяют данные со всего мира, чтобы обнаружить и улучшить маркеры мозга, связанные с болезнями. Здесь мы представляем инструментарий для анализа 3D-геометрии мозга, направленный на решение ключевых задач, стоящих перед крупномасштабными исследованиями нейровизуализации. Наша структура включает масштабируемые методы для интеграции многосайтовых данных, коррекции специфичных для сайта искажений, ускоренного статистического моделирования, интерпретируемого машинного обучения и интерактивной визуализации результатов. Инструментарий был протестирован на данных из 21 независимой выборки, участвующей в Рабочей группе по биполярному расстройству ENIGMA (N = 3,373). По сравнению с традиционными объемными характеристиками мы показываем, как меры формы подкорковых структур могут быть объединены по сайтам исследования для выявления пространственно сложных различий между диагностическими группами и их связью с общими методами лечения. Статистическое моделирование было ускорено с использованием алгоритма быстрого и эффективного смешанного эффекта (FEMA) и достигнуто сокращение времени вычисления в 16 раз по сравнению с традиционными подходами. Модели машинного обучения показали, что характеристики формы могут обеспечить большую предсказательную эффективность по сравнению с традиционными объемными данными как для задач диагностики, так и для прогнозирования лечения, при этом интерпретируемые карты весов предоставляют информацию о локальных признаках, определяющих эффективность модели.

Листки плазматической мембраны, созданные с помощью контролируемого механического разрушения, обеспечивают прямой доступ к цитозольной стороне плазматической мембраны при сохранении родной организации мембраноассоциированных белков и липидов. Здесь мы представляем протокол для генерации и валидации листков плазматической мембраны, полученных с использованием соникации, из культур клеток, первичных нейронов и изолированных синаптосом. Мы также описываем их применение для живой и фиксированной визуализации локализации мембранных белков, их организации, конформационной динамики и взаимодействий белков, а также количественных испытаний рекрутирования мембраноассоциированных синаптических пузырьков. Эта универсальная платформа сохраняет родную среду мембраны и одновременно позволяет проводить прямую визуализацию и количественный анализ мембраноассоциированных процессов с высоким пространственным разрешением. Протокол может быть легко адаптирован для изучения различных мембранных белков, зависимых от липидов механизмов и событий, связанных с прикреплением пузырьков, в широком круге клеточных систем.

Обучение словам в контексте является основным механизмом приобретения словарного запаса в детстве. У взрослых успешное понимание значения слова из контекста приносит внутреннее удовлетворение и связано с повышенной активностью в мозговых областях, отвечающих за вознаграждение. Остается неясным, поддерживают ли аналогичные механизмы вознаграждения обучение словам у детей и отличаются ли они в зависимости от уровня навыков. Мы использовали функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) для изучения нейронных реакций во время обучения словам в контексте у 25 детей в возрасте 11-13 лет с типичными читательскими навыками и у 20 сопоставимых по возрасту детей с дислексией. Нормические читатели продемонстрировали повышенную активацию в ключевых областях обработки вознаграждений, включая вентральный стриатум, когда успешно усваивали значения новых слов. В отличие от них, дети с дислексией не проявили сопоставимых реакций, связанных с вознаграждением, несмотря на выполнение той же задачи. Важно отметить, что эта разница между группами была специфической для обучения словам, поскольку не было значительных различий в реакциях вентрального стриатума во время небоярической задачи на материальное вознаграждение. Кроме того, чтобы подтвердить поведенческую значимость этих нейронных находок, мы исследовали независимую выборку детей, сопоставимую по возрасту. Мы обнаружили, что более сильные навыки чтения были связаны с большей удовлетворенностью во время успешного обучения словам. Вместе эти результаты предполагают, что взаимодействие между системами вознаграждения и языка во время обучения словам в контексте зависит от уровня чтения. Уменьшенная реакция внутреннего вознаграждения на успешное языковое обучение может способствовать различиям в развитии чтения и иметь последствия для разработки более увлекательных и эффективных интервенций для struggling readers.

Введение. Ремоделирование левого желудочка (ЛЖ) связано с нарушением сердечной функции и повышенным риском возникновения сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Текущие определения ремоделирования используют широкие категории, основанные на гипертрофии и средней толщине стенки. Кардиологическая магнитно-резонансная томография (КМРТ) обеспечивает детальную характеристику региональных свойств миокарда, что может улучшить стратификацию риска ССЗ с учетом половых различий. Цели. Мы поставили свою задачу выявить детальные паттерны ремоделирования ЛЖ, их связь с риском ССЗ и клинические предикторы. Методы. Данные о толщине стенок ЛЖ были получены с помощью КМРТ в трех независимых популяционных когорт (SHIP-TREND-0, n=931; SHIP-START-2, n=490; KORA-FF4, n=368). Половые различия в паттернах ремоделирования были определены с использованием кластерного анализа k-средних и связаны с установленными шкалами риска ССЗ, заболеваемостью и общей смертностью. Для выбора релевантных клинических предикторов паттернов ремоделирования использовалась многопараметрическая регрессия с регуляризацией LASSO. Результаты. В выборку вошли 991 мужчина (средний возраст 52,9 года, распространенность ССЗ 7,8%) и 798 женщин (52,5 года, 2%). Были обнаружены четыре кластера ремоделирования для мужчин и женщин соответственно. Для подмножества этих кластеров были найдены значимые связи с увеличенным риском ССЗ, например, у женщин кластер высокого риска был ассоциирован с увеличением на 10,6 (95% доверительный интервал: 8,9, 12,3) процента в 10-летней шкале риска Фрамингема. Связи были независимы от артериального давления и массы миокарда. Только у женщин связи также были независимы от средней толщины стенки и концентричности ЛЖ. Выбор переменных выявил отличительные клинические предикторы паттернов ремоделирования. Заключение. Особенно у женщин, региональные паттерны толщины стенок ЛЖ выявляют неблагоприятное ремоделирование сердца и могут улучшить стратификацию риска ССЗ сверх существующих стратегий. Автоматизированная реализация во время получения изображений и интеграция с моделями на основе формы могут способствовать клиническому применению.