Brain function at rest and recovery of autobiographical memory in the elderly: a functional magnetic resonance imaging study

INTRODUÇÃO: As bases neurofisiológicas do declínio cognitivo associado ao envelhecimento normal ainda não são adequadamente conhecidas. Estudos sobre conectividade funcional cerebral estimada através de imagens por ressonância magnética funcional durante o repouso têm identificado diminuições de conectividade dentro da rede de modo padrão (default mode network) em idosos e correlações entre desempenho cognitivo e conectividade funcional. Há evidências de que idosos apresentam maior dificuldade em recuperar informações episódicas de eventos autobiográficos mas não existem investigações sobre a relação entre tal função cognitiva e conectividade de repouso. Além disso, estudos desta área geralmente não têm utilizado entrevista psiquiátrica para seleção da amostra, apesar de transtornos psiquiátricos apresentarem alta prevalência, serem subdiagnosticados e afetarem o funcionamento cerebral. OBJETIVOS: caracterizar as mudanças de conectividade funcional de repouso associadas a idade e a desempenho cognitivo, em especial à função de memória autobiográfica, em uma amostra de adultos de diferentes idades e livres de deficiências cognitivas e de transtornos psiquiátricos. MÉTODOS: adultos jovens, de meia idade e idosos sem transtornos cognitivos ou psiquiátricos foram selecionados através de avaliação neuropsicológica e entrevista psiquiátrica estruturada. Quantificamos o desempenho em recuperar informações episódicas de eventos autobiográficos. Conectividade funcional cerebral foi estimada a partir de imagens de ressonância magnética funcional adquiridas durante o repouso vigil, utilizando um atlas de 278 regiões englobando todo o cérebro. As relações entre conectividade e idade e conectividade e desempenho cognitivo foram avaliadas através do método dos quadrados parciais mínimos. RESULTADOS: em uma amostra de 59 adultos (19 jovens, 20 de meia idade e 20 idosos), idade apresentou correlação negativa com desempenho cognitivo geral, mas sua relação com memória autobiográfica não foi significativa. Caracterizamos um padrão de conectividade associado ao envelhecimento caracterizado por aumento difuso de magnitude de correlações positivas entre diferentes circuitarias, diminuições de magnitude de anticorrelação envolvendo principalmente as conexões entre a rede de modo padrão e as redes atencionais e uma perda de correlações positivas intra-circuitarias, especialmente dentro do sistema visual e da rede de modo padrão. Não identificamos um padrão de conectividade associado a desempenho cognitivo geral ou autobiográfico. DISCUSSÃO: idade mostrou-se negativamente correlacionada com desempenho cognitivo geral. Os resultados sugerem que o efeito do envelhecimento sobre memória autobiográfica seja de menor tamanho e/ou sujeito a maiores variações entre estudos. O padrão de mudanças de conectividade associado ao envelhecimento que encontramos inclui os achados mais comumente descritos na literatura (diminuições de conectividade intra-circuitaria) mas também abrange mudanças funcionais mais amplas (aumentos difusos de correlação positiva e ! ! xii perdas de anticorrelação). Estes achados estão em linha com a hipótese de que o cérebro sofre um processo de desdiferenciação durante o envelhecimento no qual há perda de diversidade funcional. CONCLUSÃO: Na presente amostra não identificamos relação entre desempenho em memória autobiográfica e idade. Envelhecimento normal, inclusive em voluntários sem transtornos mentais, está associado a um aumento difuso de correlações positivas entre diferentes circuitarias, a perdas focais de anticorrelação, especialmente entre a rede de modo padrão e as redes atencionais e a uma redução de conectividade dentro da rede de modo padrão e da rede visualINTRODUCTION: The neurophysiological basis of the cognitive decline associated with aging is not yet known. Brain functional connectivity studies using functional magnetic resonance images acquired during rest have shown that aging is associated with decreases in connectivity within the default mode network. Moreover, cognitive performance has been associated with resting functional connectivity. There is evidence that older adults present worse performance during retrieval of episodic information from autobiographical events but there is no investigation regarding the relationship between functional connectivity at rest and this cognitive function. Moreover, studies in this field have not applied a structured psychiatric interview to select the sample, although it is known that psychiatric disorders present high prevalence, are underdiagnosed and are associated with functional abnormalities. OBJECTIVES: to characterize changes in resting-state functional connectivity associated with age and cognitive performance, especially with autobiographical memory, in adults from different ages, free of cognitive deficits and psychiatric disorders. METHODS: using a neuropsychological evaluation and a structured psychiatric interview we selected a sample of young, middle aged and elderly adults free of cognitive and psychiatric disorders. We measured the performance to recover episodic information from autobiographical events. Brain functional connectivity was estimated from resting-state functional magnetic resonance images acquired during rest, using a whole-brain 278-region atlas. We used partial least squares to characterize the relationships between connectivity and age and connectivity and cognitive performance. RESULTS: in a sample of 59 adults (19 young, 20 middle aged and 20 elderly), age was negatively correlated with general cognitive performance but its relationship with autobiographical memory was not statistically significant. The pattern of connectivity changes associated with aging was characterized by a diffuse increase in the magnitude of positive correlations between different networks, decreases in magnitude of anticorrelations (especially between the default mode network and the attentional networks) and a loss of within-network positive correlations (mainly within the visual system and the default mode network). We did not find a pattern of connectivity associated with general cognitive performance or with autobiographical memory. DISCUSSION: age was negatively correlated with general cognitive performance. The results suggest that the effect of age on autobiographical memory is smaller and/or present greater between-study variability. The age-related pattern of changes in connectivity found in this study includes the most commonly reported findings in the literature (decreases in withinnetwork connectivity) but it also contains broader functional changes (diffuse increases in positive correlations and losses of anticorrelations). These findings are in accordance with the hypothesis that the brain undergoes dedifferentiation processes during aging with loss of functional diversity. CONCLUSION: in our sample, we could not identify a significant relationship between age and autobiographical memory. Normal aging, even in individuals with no mental disorder, is associated with an increase in positive correlations between different brain networks, focal losses of anticorrelations (especially between the default mode network and the attentional networks) and reductions in connectivity within the default mode network and the visual syste