Patterns of cortical atrophy and cognitive decline associated with healthy aging: a structural magnetic resonance imaging study

Diversos estudos de ressonância magnética (RM) em idosos saudáveis tem avaliado a relação entre envelhecimento, diminuições volumétricas de substância cinzenta (SC) e desempenho cognitivo, usando desenhos de corte transversal e testes de correlação. No entanto, poucos estudos de volumetria baseada em voxel (VBM) tem relatado a diminuição de SC em idosos saudáveis com medições repetidas de RM nos mesmos indivíduos, e nenhum desses estudos longitudinais investigaram a relação entre as mudanças de SC e desempenho cognitivo ao longo do tempo. Além disso, não está claro em achados longitudinais qual a extensão da influência do APOE?4 sobre as reduções de SC em idosos saudáveis. Foram inicialmente avaliados 187 sujeitos idosos (acima de 65 anos) da comunidade, e após 3 anos, uma subamostra de 55 sujeitos realizaram um segundo exame de RM estrutural em equipamento de 1,5 Tesla, bem como reavaliação cognitiva com instrumentos padronizados e validados transculturalmente. Todos os sujeitos foram genotipados para determinar a presença/ausência do alelo APOEe4, bem como a avaliação clínica do grau do risco cardiovascular de acordo com escores de Framingham (FRS). Usando a técnica de VBM, testamos as hipóteses de que: a progressão da perda do desempenho cognitivo está associada a diminuições volumétricas de SC ao longo de 3 anos, envolvendo a região hipocampal e os neocórtices temporal e frontal; e perdas cognitivas associadas à diminuição progressiva de SC cerebral serão maiores em indivíduos com alto risco cardiovascular e em portadores de alelo da APOEe4. Foram encontradas reduções globais e regionais de SC no tálamo direito e giro parahipocampal esquerdo (p < 0,05, family-wise error corrigido para comparações múltiplas por todo o cérebro). Estes resultados não foram afetados pela influência da APOEe4. Foi detectada uma tendência (p=0,093) na correlação entre o grau de declínio cognitivo e redução volumétrica no tálamo direito. Este resultado se manteve quando um coeficiente parcial de correlação foi calculado levando em conta as variações nos escores FRS. Independentemente da APOEe4, as análises longitudinais de VBM mostraram que a região do hipocampo e tálamo são áreas críticas onde a redução de SC e maior que a redução volumétrica global em idosos saudáveis. Os resultados da associação entre a redução de SC no tálamo e a mudança no desempenho cognitivo ao longo do tempo, apoia o recente reconhecimento do papel do tálamo no declínio cognitivo sutil associado ao envelhecimento saudávelA number of magnetic resonance imaging (MRI) studies have investigated the relationship between aging, reduced gray matter (GM) volumes in the brain and cognitive performance, using cross-sectional designs and correlation tests. However, very few VBM studies have documented GM decrements in healthy elderlies with repeated MRI measurements obtained in the same subjects, and none of these longitudinal studies investigated the relationship between GM deficits and changes in cognitive performance over time. Also, it is unclear the extent to which the APOE e4 allele influences on longitudinal findings of GM reductions in healthy elderlies. Were initially evaluated 187 elderly subjects (over 65 years); after 3 years, a sub-sample of 55 individuals underwent a second MRI examination in a 1.5 Tesla equipment, and a cognitive re-evaluation using a structured, transculturally validated neuropsychological battery. All subjects also underwent genotyping for ascertainment of the presence of the APOEe4 allele, as well as clinical assessment of cardiovascular risk according with Framingham scores (FRS). Using voxel-based morphometry (VBM), we will test the following hypotheses: the progression of cognitive decline will be associated with volumetric reductions of GM over three years, involving the hippocampal region and the temporal and frontal neocortices; cognitive decline associated with progressive GM volume reductions will be greater in individuals with higher cardiovascular risk and carriers of the APOE?4 allele. We found global GM reductions as well as regional GM decrements that were significant in the right thalamus and left parahippocampal gyrus (p < 0.05, family-wise error corrected for multiple comparisons over the whole brain). These findings were not affected by APOE e4. A trend correlation (p=0.093) was detected between the degree of cognitive decline over time and right thalamic volume shrinkage. This finding retained statistical significance when a partial coefficient of correlation was calculated taking into account variations in FRS scores. Irrespective of APOEe4, longitudinal VBM analyses show that the hippocampal region and thalamus are critical sites where GM shrinkage is significantly greater than the degree of global brain volume reduction in healthy elders. The trend towards an association between thalamic GM decrement and cognitive performance change over time supports the recently recognized role of the thalamus in the subtle cognitive decline associated with healthy human agin