Identificatie van neuro-inflammatie en neuroimaging-biomarkers door middel van datagestuurde kunstmatige intelligentietechnieken voor het ontrafelen van de heterogeniteit van oudere proefpersonen met een risico op dementie en voor het beter informeren van preventiestrategieën

Bij de rekrutering zijn 35 MCI's betrokken in het trainingscohort, 35 MCI in het placebocohort en 75 SCD-proefpersonen.

Cognitieve beoordeling: Een uitgebreide reeks neuropsychologische tests zal de prestaties op het gebied van geheugen, aandacht en uitvoerende functies beoordelen. Voor alle MCI-proefpersonen zal dezelfde cognitieve beoordeling worden uitgevoerd aan het begin van het onderzoek (T0), na 7 maanden (T7) en na 14 maanden (T14). SCD-proefpersonen zullen de cognitieve beoordeling uitvoeren op T0, T7, T14 en na 28 maanden (T28), afhankelijk van de toegewezen arm.

Instrumentele beoordeling: voor alle MCI-proefpersonen zal de instrumentele beoordeling, MR-hersenscans (T1-gewogen en pCASL), worden uitgevoerd op T0 en op T7. 35 SCD-proefpersonen zullen worden onderworpen aan de instrumentele beoordeling op T0 en op T28.

Bloedmonsters: Bloedmonsters voor de isolatie van perifere mononucleaire bloedcellen (PBMC) zullen bij aanvang worden afgenomen bij alle MCI- en SCD-proefpersonen. Voor alle MCI-patiënten zullen er ook bloedmonsters worden genomen op T7 en T14, voor SCD-patiënten ook op T28. Cellulaire mediatoren zullen worden beoordeeld door middel van flowcytometrieanalyse van monocyt/macrofaag, T-cel (CD3/CD4/CD8) en regulerende T-cel (CD4+CD25+IL7Rlo). Serum/plasma zal worden bereid en bewaard voor de bepaling van oplosbare immuunmediatoren van ontstekingen. ELISA-bepalingen zullen worden uitgevoerd voor IFNgamma, IL12, TNFalpha, IL-6, CCL2 en BDNF.

Interventie: Na nulmeting krijgt de MCI-training en SCD-trainingsgroep een 7 maanden durende multidomeintraining, inclusief cognitieve, fysieke oefeningen en muziektherapie; terwijl de MCI-geen training en SCD geen-training in hun natuurlijke historie zullen worden gevolgd. Volgens het TtB-protocol (Train the Brain Consortium, 2017) zullen de ingeschreven proefpersonen worden toegewezen aan klassen met een gemengd geslacht van elk maximaal 10 proefpersonen en krijgen zij 2 sessies van 60 minuten begeleide cognitieve training per dag, 3 keer per week, en één van 60 minuten begeleide aerobe fysieke activiteit per dag, 3 keer per week gedurende 7 maanden. Het cognitieve trainingsprogramma zal gebaseerd zijn op 8 cycli bestaande uit 18 sessies met oefeningen en activiteiten gericht op het stimuleren van meerdere cognitieve functies. Elke cyclus duurt 3 weken, waarna hetzelfde soort cognitieve stimulatiesessies opnieuw wordt gestart, met oefeningen en activiteiten van verhoogde complexiteit. Elke cyclus zal worden gestructureerd in sessies gericht op het stimuleren van specifieke cognitieve domeinen en in sessies gericht op multimodale activiteiten. De fysieke training omvat aërobe oefeningen op een ergometerfiets, waarvan de duur geleidelijk zal worden verhoogd van 10 tot 20 minuten, gevolgd door oefeningen die gericht zijn op het verbeteren van de spierkracht, het fysieke functioneren, de neuromusculaire controle en de flexibiliteit.

De MCI-trainings- en MCI-geen-trainingsgroepen zullen op T7 worden vergeleken in termen van cognitieve prestaties, CBF, atrofie van de grijze stof en ontstekingsmarkers. Een aanvullende vergelijking in termen van cognitieve integriteit en ontstekingsmarkers zal worden uitgevoerd op T14. De SCD-trainings- en SCD-geen-trainingsgroepen zullen op T7 worden vergeleken in termen van cognitieve prestaties en ontstekingsmarkers. Een aanvullende vergelijking in termen van cognitieve integriteit en ontstekingsmarkers zal worden uitgevoerd op T14.

De MR-acquisities uitgevoerd bij MCI- en SCD-proefpersonen bij aanvang (zowel T1-gewogen als pCASL) zullen worden verwerkt om metingen van hersenstructuurvolumes en CBF te verkrijgen. Op deze metingen zal een consensusclusteringtechniek worden toegepast om homogene subgroepen van anatomische en CBF-patronen in zowel het MCI- als het SCD-cohort te identificeren.

Ten eerste zullen de MCI- en SCD-cohorten afzonderlijk worden behandeld om subgroepen van de verschillende klinische categorieën te detecteren.

Ten tweede zullen de MCI- en SCD-cohorten gezamenlijk worden behandeld om potentiële neuroimaging-affiniteit te detecteren bij proefpersonen die verschillende cognitieve stoornissen vertonen.

Na de eerste evaluatie met consensusclusteringbenadering zullen nieuwe clusteringstechnieken zoals clusteringsmethoden gebaseerd op een diep neuraal netwerk (Xie et al. 2016) worden onderzocht.

De robuustheid van de clusteringmethodologieën van neuroimaging-gegevens zal worden getest door middel van een kruisvalidatiebenadering en door het monster te verrijken met anatomische en perfusiegegevens die openbaar beschikbaar zijn dankzij het ADNI-consortium (op dit moment zijn ongeveer 160 anatomische en CBF-gegevens beschikbaar voor een cohort van MCI-onderzoekers). en SCD-onderwerpen).