Identifikation af neuroinflammation og neuroimaging biomarkører gennem datadrevne kunstig intelligensteknikker til at afdække heterogeniteten af ​​ældre personer med risiko for demens og bedre informere forebyggelsesstrategier

Rekrutteringen vil involvere 35 MCI i træningskohorten, 35 MCI i placebo-kohorten og 75 SCD-personer.

Kognitiv vurdering: Et omfattende batteri af neuropsykologiske tests vil vurdere ydeevne inden for hukommelse, opmærksomhed og eksekutiv funktionsdomæner. For alle MCI-personer vil den samme kognitive vurdering blive udført i begyndelsen af ​​undersøgelsen (T0), efter 7 måneder (T7) og efter 14 måneder (T14). SCD-personer vil udføre den kognitive vurdering ved T0, T7, T14 og efter 28 måneder (T28), afhængigt af den tildelte arm.

Instrumentel vurdering: for alle MCI-personer vil den instrumentelle vurdering, MR-hjernescanninger (T1-vægtet og pCASL), blive udført ved T0 og ved T7. 35 SCD-fag vil blive underkastet den instrumentelle vurdering på T0 og på T28.

Blodprøver: Blodprøver til isolering af perifere blodmononukleære celler (PBMC) vil blive udtaget fra alle MCI- og SCD-personer ved baseline. For alle MCI-patienter vil der også blive taget blodprøver ved T7 og T14, for SCD-personer også ved T28. Cellulære mediatorer vil blive vurderet ved Flowcytometri-analyse af monocyt/makrofager, T-celle (CD3/CD4/CD8) og regulatorisk T-celle (CD4+CD25+IL7Rlo). Serum/plasma vil blive forberedt og opbevaret til bestemmelse af opløselige immunformidlere af inflammation. ELISA-bestemmelser vil blive udført for IFNgamma, IL12, TNFalpha, IL-6, CCL2 og BDNF.

Intervention: Efter baseline-vurdering vil MCI-trænings- og SCD-træningsgruppen modtage en 7 måneder lang multidomænetræning, inklusive kognitiv, fysisk træning og musikterapi; mens MCI-no-træning og SCD-no-træning vil blive fulgt i deres naturlige historie. I henhold til TtB-protokollen (Train the Brain Consortium, 2017) vil tilmeldte forsøgspersoner blive tildelt klasser med blandet køn på maksimalt 10 fag hver og få 2 sessioner af 60 minutters superviseret kognitiv træning om dagen, 3 gange om ugen, og en af ​​60. minutter overvåget aerob fysisk aktivitet om dagen, 3 gange om ugen i 7 måneder. Det kognitive træningsprogram vil være baseret på 8 cyklusser sammensat af 18 sessioner med øvelser og aktiviteter, der har til formål at stimulere flere kognitive funktioner. Hver cyklus varer 3 uger, hvorefter den samme slags kognitive stimuleringssessioner genstartes med øvelser og aktiviteter med øget kompleksitet. Hver cyklus vil blive struktureret i sessioner rettet mod at stimulere specifikke kognitive domæner og i sessioner med fokus på multimodale aktiviteter. Den fysiske træning vil omfatte aerob træning på en ergometercyklus, hvis varighed øges gradvist fra 10 til 20 minutter efterfulgt af øvelser rettet mod at forbedre muskelstyrke, fysisk funktion, neuromuskulær kontrol og fleksibilitet.

MCI-trænings- og MCI-no-træningsgrupperne vil blive sammenlignet på T7 med hensyn til kognitive præstationer, CBF, gråstofatrofi og inflammatoriske markører. En yderligere sammenligning med hensyn til kognitiv integritet og inflammatoriske markører vil blive udført ved T14. SCD-trænings- og SCD-no-træningsgrupperne vil blive sammenlignet på T7 med hensyn til kognitive præstationer og inflammatoriske markører. En yderligere sammenligning med hensyn til kognitiv integritet og inflammatoriske markører vil blive udført ved T14.

MR-optagelserne udført på MCI- og SCD-personer ved baseline (både T1-vægtet og pCASL) vil blive behandlet for at opnå målinger på hjernestrukturvolumener og CBF. På disse mål vil en konsensus-klyngeteknik blive anvendt for at identificere homogene undergrupper af anatomiske og CBF-mønstre på både MCI- og SCD-kohorte.

Først vil MCI- og SCD-kohorterne blive behandlet separat for at påvise undergrupper af de forskellige kliniske kategorier.

For det andet vil MCI- og SCD-kohorterne blive behandlet i fællesskab for at påvise potentiel neuroimaging affinitet hos forsøgspersoner, der udviser forskellige kognitive svækkelser.

Efter den første evaluering med konsensus clustering tilgang, vil nye clustering teknikker såsom clustering metoder baseret på dybe neurale netværk (Xie et al. 2016) blive udforsket.

Robustheden af ​​klyngemetoder for neuroimaging data vil blive testet ved en krydsvalideringstilgang og ved at berige prøven med anatomiske og perfusionsdata offentligt tilgængelige takket være ADNI-konsortiet (i øjeblikket er omkring 160 anatomiske og CBF-data tilgængelige for en kohorte af MCI og SCD-fag).