Hafif bilişsel bozuklukta işlevsel ağlardaki değişikliğin bilişsel işlevlerdeki bozulma örüntüsü ile ilişkisi
Relationship of changes in functional networks to the pattern of impairment in cognitive functions in mild cognitive impairment
Yazar: SULTAN YILDIZ
Danışman: PROF. DR. LÜTFÜ HANOĞLU ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MERVE YÜSRA DOĞAN
İstanbul Medipol Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Sinir Bilimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Nöroloji = Neurology
Dizin: Denetlenebilirlik = Controllability ; Entropi = Entropy ; Hafif kognitif bozukluk = Mild cognitive impairment ; Neurobilişsel işlevler = Neurocognitive functions ; Nörobilişsel hastalıklar = Neurocognitive disorders

Özet:
Alzheimer hastalığı (AH) bilişsel yıkımın görüldüğü demansın eşlik edebileceği ilerleyici bir hastalıktır. Hafif bilişsel bozukluk normal yaşlanma ile AH arasında bir ara geçiş formu olarak tanımlanmaktadır. Amnestik hafif bilişsel bozukluk (aHBB) epizodik bellekte bozulması olan bir alt sınıflandırmadır. Bu çalışmada aHBB'lerin alt türleri olan tek alanlı aHBB (TA-aHBB) ve çok alanlı aHBB (ÇA-aHBB) alt tiplerinde işlevsel ağlardaki değişiklikler incelendi. Kontrol teorisi ve karmaşıklık yöntemleri beyin dinamiği hakkında bize bilgiler sunmaktadır. Kontrol edilebilirlik, bir başlangıç durumundan hedef durumuna yönlendirebilme yeteneğidir. Karmaşıklık analizleri de beyin gibi dinamik sistemlerin düzensizliği hakkında bilgi sağlar. Beyin sisteminin kontrol edilebilirliği ve bu kontrol mekanizmasının karmaşıklık bilgisi ile bilişsel yıkımın ortaya çıkışı ve ilerleyişi hakkında kişiye özel tedavi yaklaşımlarına yardımcı olacaktır.  Bu çalışma aHBB'lerin alt tipleri olan TA-aHBB, ÇA-aHBB ve bilişsel olarak sağlıklı gruplar arasındaki işlevsel ağların kontrol edilebilirlik ve düzensizlik farklarını ortaya koymayı amaçlamaktadır. Bu çalışma ADNI (Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative) açık erişim veri tabanından alınan toplam 103 bireyin fMRG sinyalleri kullanılarak zamanda değişen dinamik fonksiyonel bağlantıların kontrol edilebilirliği ve entropisi hesaplandı. TA-aHBB ve ÇA-aHBB'nin DMN düğümlerinin ortalama kontrol edilebilirliği sağlıklı gruptan düşük bulunmuştur. Tüm aHBB'nin sağ precuneus/posterior singulat korteks ve temporal'in ortalama kontrol edilebilirliği, sol orbito frontal ve prefrontal korteksin modal kontrol edilebilirliği sağlıklı gruptan düşük bulunmuştur. Bu alanların HBB gruplarında işlevsel beyin sinyallerinin daha karmaşık ve tahmin edilemez olduğu bulunmuştur. Bu durum beyin reservi statik korunurken, bilişsel rezervin ve telafi edici mekanizmaların amnestik HBB gruplarında ayırt edici bir mekanizma olarak karşımıza çıkmaktadır.

Abstract:
Alzheimer's disease (AD) is a progressive disease characterized by cognitive impairment accompanied by dementia. Mild cognitive impairment is defined as an term form between normal aging and AD. Amnestic mild cognitive impairment (aMCI) is a subtype with impairment in episodic memory. In this study, we examined changes in functional networks in the subtypes of aMCIs: single-domain aMCI (SD-aMCI) and multi-domain aMCI (MD-aMCI). Control theory and complexity methods provide us with insights into brain dynamics. Controllability is the ability of steering from an initial state to a goal state in finite time. Complexity analysis also provides information about the irregularity of dynamical brain systems. Knowledge of the controllability of the brain system and the complexity of this control mechanism will help in personalized treatment approaches about the emergence and progression of cognitive impairment. This study aims to reveal the differences in controllability and disorganization of functional networks between the subtypes of aMCIs, namely SD-aMCI, MD-aMCI and cognitively healthy groups. We calculated the controllability and entropy of time-varying dynamic functional connections using fMRI signals of 103 individuals from the ADNI (Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative) open access database. The average controllability of the some DMN of TA- SD-aMCI and MD-aMCI was significantly lower than in the healthy group. The average controllability of the right precuneus/posterior cingulate cortex and middle temporal and modal controllability of the left limbic orbito-frontal and prefrontal cortex of both aHBB were found significantly lower than the healthy group. Functional brain signals of these areas were found to be more complex and unpredictable in aHBB groups. These suggest that cognitive reserve and compensatory mechanisms are a distinguishing mechanism in amnestic HBB groups, while brain reserve is preserved.