Cerebrovascularriskfactorsimpactfrontoparietalnetworkintegrityandexecutivefunctioninhealthyageing
健康的认知老化已是一个社会公共问题。脑血管风险因素会增加老年人患痴呆症的可能性，但我们却不太清楚脑血管风险因素对健康中老年群体的认知老化的影响。英国生物库(UKBiobank)提供了迄今为止研究的最大人群队列中的认知和脑成像测量。
基于UKBiobank的大样本数据（N=22,），本研究表明健康个体的认知能力受到脑血管风险因素的不利影响。结构方程模型显示，脑血管风险与脑灰质和白质完整性降低有关，这与执行功能的额顶脑网络有关。值得注意的是，在中年（44-69岁），较高的收缩压与较差的执行认知功能相关，但在晚年（70岁）则不存在这种相关性。在中年时期，这种关联没有发生在-mmHg的收缩压范围内。这些研究结果表明，脑血管风险因素会影响健康老年人的大脑结构和认知功能。
（本研究发表在NatureCommunication杂志）
随着世界人口老龄化成为21世纪最重要的社会变革之一，了解健康的认知老龄化已成为一个重要的社会公共问题。两个关键问题出现了：首先，随着人们年龄的增长，是否有可控的因素可以保护或改善认知能力？第二，随着人类年龄的增长，大脑网络中的哪些变化是认知能力下降的基础？系列研究证据表明，脑血管风险（cerebrovascularrisk,CVR）因素可能对认知轨迹有潜在的重大影响，并与神经影像学标志物相关（这些标志物被认为对认知功能至关重要的大脑网络有破坏性影响）。然而，根据目前的研究结果，可以做出的推论的强度是相当有限的，因为研究样本量相对较小并且结果高度可变；此外，许多研究已经使用痴呆症或痴呆症前期（轻度认知障碍，MCI）作为主要结果，并基于相对不敏感的临床措施（如简易智力状态检查量表（MMSE））。这些指数无法检测出老龄化过程中出现的一些轻度认知变化，这些变化可能是微妙的，但却会对日常生活质量产生重大影响。尽管存在上述局限性，目前几个不同的队列的结果表明，CVR因素可能是一个重要的因素：控制CVR可以保护大脑健康，从而减少发展痴呆症的风险。例如，一项基于社区的研究跟踪了名年龄在45-99岁的非痴呆患者，其结果显示中年糖尿病和葡萄糖耐受量受损会增加痴呆症的风险。最近，美国一项基于社区的调查报道，中年高血压是晚年痴呆的重要危险因素（N=）。然而，一项对英国名69-71岁同周出生的人进行的研究发现，尽管显示出与脑容量减少有关，但没有证据表明成年早期至中年的血压（BP）影响临床前阿尔茨海默认知评分或脑amyloid-β病理。可见，目前关于高血压与痴呆症发病风险的调查结果并不一致。文献中提到的增加痴呆风险的其他风险因素包括体重指数、高甘油三酯血症和吸烟。有关长期痴呆风险的研究结果不尽相同之外，在没有痴呆或患有MCI的人群中，CVR因素和认知功能的关系也仍然不清楚。几项研究表明，在健康队列中，脑血管负担和认知之间存在关联；然而，大多数调查评估了血管危险因素的存在或危险因素的改变，并使用MMSE或综合认知评分将这些因素与总体认知联系起来。最近的一项研究在没有任何已知心血管疾病的健康人群中，使用更敏感的数字-符号替代评分(digit-symbolsubstitutionscore)，发现了他汀类和降压药物的益处。然而总的来说，目前还没有明确证明与认知性能的系统性差异相关的风险因素的参数效应（例如，血压水平，而不是简单的患高血压或接受降压治疗与否）。此外，任何关于CVR因素对认知的影响的结论被证明伴随着大脑结构的变化时，才是最有说服力的（最好是在一个大样本中，并且用比像MMSE的全局性的认知测量更敏感的认知测试）。然而，到目前为止，我们缺乏大规模调查的数据，也缺乏将认知敏感测量与脑成像标记物相结合的研究。CVR因素被公认为和磁共振成像中的白质高信号（whitematterhyperintensities,WMH）相关。WMH作为老龄化大脑中脑血管负担的关键标志物引起了人们的极大兴趣。然而，WMH对认知功能的影响的研究结果并不一致。一些研究认为，WMH与处理速度或工作记忆之间存在关系，而其他研究则显示没有这种关系。随着神经影像学的进步，我们现在更精确地估计复杂的大脑网络中的灰质和白质的微观退化。额顶网络在衰老过程中特别容易发生灰质萎缩和白质变性，这种变化与显著的认知下降有关。白质退化具有特殊的认知影响，连接额叶和顶叶的白质纤维束的完整性影响执行认知功能，而连接大脑后部区域和视觉区域的白质纤维束的完整性与视觉记忆有关。因此，整合大脑微观结构网络完整性的MRI测量有可能提供早期和敏感的脑血管负担的影响的标记，并可能改进其影响神经认知的机制模型。然而，很少有基于大样本，并且结合了临床评估、基于任务的认知测试和多模态神经影像学的研究。综上所述，现有的文献中还有几个重要的问题没有回答。CVR因素对健康人一生的认知功能有何影响？是否有可能以参数化的方式显示诸如血压水平等危险因素与认知之间的关系？高血压等可改变的危险因素的治疗是否会影响认知功能？如果是，这种治疗是否有一个影响的血压范围？最后，作为特定认知功能基础的分布式脑网络的完整性是否可以解释该功能在整个生命周期内因脑血管负担而导致的下降？本研究利用了迄今为止最广泛的横断面研究---英国生物库(UKBiobank)的数据：这是一个庞大的人口队列，在年至年期间，超过50万名中老年个体接受了医疗、社会人口学和认知评估。本研究检查了来自英国生物库的22,人的数据，他们都参加了多模态神经影像学检查。以前的研究已经研究了心血管风险和大脑健康之间的关系，或者大脑健康和认知之间的关系，或者认知和个人心血管风险因素之间的关系。考虑到本研究样本足够大，我们能够将所有这些变量纳入一个大型复杂的模型中同时研究多种关系，并建立CVR和额顶膜网络中的灰质和白质完整性与认知能力（特别是在健康老龄化的执行功能方面）下降的关系。本研究的目标有三个方面。首先，通过描述每个风险因素对执行功能的连续测量的影响来更好地了解CVR因素与认知之间的关系。第二，我们研究了风险因素变化的潜在影响，重点研究高血压治疗如何影响收缩压（SBP）和执行功能之间的关系。第三，使用结构方程模型（SEM）测试额顶网络在年龄、CVR因素、WMH和执行功能之间关系中的作用。
本研究欲讨论（1）CVR因素与认知之间的关系；（2）高血压治疗如何影响SBP；（3）执行功能之间的关系和额顶网络在年龄、CVR因素、WMH和执行功能之间关系中的作用。本研究使用了22名来自UKBiobank的有神经影像检查的参与者。所有参与者都提供了书面的知情同意书且该研究得到了研究伦理委员会的批准。本研究排除了有以下疾病病史或当前诊断为以下疾病的人群：神经系统疾病、脑损伤、中风、短暂性缺血发作、硬膜下或蛛网膜下血肿；神经系统感染；脑脓肿、出血或颅骨骨折；脑炎、脑膜炎、慢性神经系统问题、肌萎缩侧索硬化症、多发性硬化症、帕金森氏症或阿尔茨海默氏症、癫痫、头部损伤、酒精、阿片类药物及其他依赖症。1.认知测试认知测试是在MRI扫描的同一天通过触摸屏进行的。a.配对测试（Pairsmatching）用于衡量执行功能。在配对测试中，参与者记住同时出现的六对配对卡的位置，然后将卡片翻转。要求参与者尽可能少地尝试触摸配对卡的位置。错误的次数被记录下来。
b.简单反应时间（Simplereactiontime）用于衡量处理速度：当两张同时出现的牌匹配时，参与者需要按下一个按钮。记录12轮的平均反应时间。反应时间低于50毫秒的数据（因为它们反映了预期）和超过毫秒的数据（因为此时卡片已不可见）被排除在外。2.脑血管风险分数,CVRscoreCVR分数计算为脑血管和大脑健康的已知风险因素的总和，包括高血压、高胆固醇血症、吸烟、糖尿病、高腰臀比（WHR）和APOEε多态性状态（见图1）。在Omron数字血压监测仪上自动测量血压，如果没有自动监测仪，则使用手动血压计。舒张压和SBP使用两次读数的平均值，两次读数相隔片刻。根据NICE高血压管理指南，高血压阈值设定为/90mmHg。舒张压和SBP读数均高于阈值，则归为高血压，并增加CVR评分。服用胆固醇或降压药物可增加CVR评分。WHR的计算方法是人工测量的腰围和臀围之比，单位为厘米。WHR作为CVR的阈值是根据WHO对每种性别的指导原则设定的。诊断出的糖尿病会使CVR评分增加1分。吸烟状况包括那些目前吸烟或过去吸烟的人，基于包年历史，计算方法是每日吸烟数量除以20（包数）再乘以吸烟年数。吸烟年数由个人停止吸烟的年龄（如果目前吸烟者，则为扫描时的年龄）减去开始吸烟的年龄来估算。对于那些戒烟超过6个月的人，包年数进行了调整。对我们的包年计算很重要，英国生物库只收集前吸烟者的吸烟数量信息，如果他们表示他们在"大多数或所有的日子里都吸烟"。携带APOEε3/3等位基因不会增加CVR得分，但根据已知的心血管疾病和散发性痴呆症发病风险，ε4的杂合子携带者增加1分，同源子携带者增加2分。基因分型由Affymetrix为英国生物库使用定制的Axiom阵列进行。3.神经影像的采集和计算影像采集影像数据数据在西门子Skyra3T扫描仪与32通道头线圈上获得。完整的成像协议可以参考