Identifikasjon av nevroinflammasjon og nevroimaging biomarkører gjennom datadrevne kunstig intelligens-teknikker for å avdekke heterogeniteten til eldre personer med risiko for demens og for å bedre informere forebyggingsstrategier

Rekrutteringen vil involvere 35 MCI i treningskohorten, 35 MCI i placebo-kohorten og 75 SCD-emner.

Kognitiv vurdering: Et omfattende batteri av nevropsykologiske tester vil vurdere ytelse i minne, oppmerksomhet og eksekutive funksjonsdomener. For alle MCI-personer vil den samme kognitive vurderingen bli utført i begynnelsen av studien (T0), etter 7 måneder (T7) og etter 14 måneder (T14). SCD-personer vil utføre den kognitive vurderingen ved T0, T7, T14 og etter 28 måneder (T28), avhengig av den tildelte armen.

Instrumentell vurdering: for alle MCI-emner vil den instrumentelle vurderingen, MR-hjerneskanning (T1-vektet og pCASL), bli utført ved T0 og ved T7. 35 SCD-emner vil bli gjenstand for instrumentell vurdering på T0 og på T28.

Blodprøver: Blodprøver for isolering av perifert blod mononukleære celler (PBMC) vil bli trukket fra alle MCI- og SCD-personer ved baseline. For alle MCI-pasienter vil det bli tatt blodprøver også ved T7 og T14, for SCD-pasienter også ved T28. Cellulære mediatorer vil bli vurdert ved Flowcytometri-analyse av monocytt/makrofag, T-celle (CD3/CD4/CD8) og regulatorisk T-celle (CD4+CD25+IL7Rlo). Serum/plasma vil bli klargjort og lagret for bestemmelse av løselige immunmediatorer av betennelse. ELISA-bestemmelser vil bli utført for IFNgamma, IL12, TNFalpha, IL-6, CCL2 og BDNF.

Intervensjon: Etter baselinevurdering vil MCI-trenings- og SCD-treningsgruppen motta en 7 måneder lang multidomenetrening, inkludert kognitiv, fysisk trening og musikkterapi; mens, MCI-no-trening og SCD-no-trening vil bli fulgt i deres naturlige historie. I henhold til TtB-protokollen (Train the Brain Consortium, 2017) vil påmeldte fag bli tildelt klasser med blandet kjønn med maksimalt 10 fag hver og gitt 2 økter på 60 minutter overvåket kognitiv trening per dag, 3 ganger i uken, og en av 60. minutter overvåket aerob fysisk aktivitet per dag, 3 ganger i uken i 7 måneder. Det kognitive treningsprogrammet vil være basert på 8 sykluser sammensatt av 18 økter med øvelser og aktiviteter rettet mot å stimulere flere kognitive funksjoner. Hver syklus vil vare i 3 uker, hvoretter samme type kognitive stimuleringsøkter vil bli startet på nytt, med øvelser og aktiviteter med økt kompleksitet. Hver syklus vil bli strukturert i økter rettet mot å stimulere spesifikke kognitive domener og i økter med fokus på multimodale aktiviteter. Den fysiske treningen vil inkludere aerobic trening på en ergometersyklus, hvis varighet økes gradvis fra 10 til 20 minutter etterfulgt av øvelser rettet mot å forbedre muskelstyrke, fysisk funksjon, nevromuskulær kontroll og fleksibilitet.

MCI-treningsgruppene og MCI-no-treningsgruppene vil bli sammenlignet på T7 når det gjelder kognitive prestasjoner, CBF, gråstoffatrofi og inflammatoriske markører. En ekstra sammenligning med tanke på kognitiv integritet og inflammatoriske markører vil bli utført ved T14. SCD-treningsgruppene og SCD-no-treningsgruppene vil bli sammenlignet ved T7 når det gjelder kognitive prestasjoner og inflammatoriske markører. En ekstra sammenligning med tanke på kognitiv integritet og inflammatoriske markører vil bli utført ved T14.

MR-oppkjøpene utført på MCI- og SCD-personer ved baseline (både T1-vektet og pCASL) vil bli behandlet for å oppnå målinger på hjernestrukturvolumer og CBF. På disse målene vil en konsensusklyngeteknikk bli brukt for å identifisere homogene undergrupper av anatomiske og CBF-mønstre på både MCI- og SCD-kohort.

Først vil MCI- og SCD-kohortene bli behandlet separat for å oppdage undergrupper av de forskjellige kliniske kategoriene.

For det andre vil MCI- og SCD-kohortene bli behandlet i fellesskap for å oppdage potensiell nevroimaging-affinitet hos personer som viser forskjellige kognitive svekkelser.

Etter den første evalueringen med konsensusklyngetilnærming, vil nye klyngeteknikker som klyngemetoder basert på dypt nevrale nettverk (Xie et al. 2016) bli utforsket.

Robustheten til klyngemetoder for nevroavbildningsdata vil bli testet ved en kryssvalideringstilnærming og ved å berike prøven med anatomiske og perfusjonsdata som er offentlig tilgjengelig takket være ADNI-konsortiet (for øyeblikket er ca. 160 anatomiske og CBF-data tilgjengelige for en kohort av MCI og SCD-fag).