A multi-scale model explains oscillatory slowing and neuronal hyperactivity in Alzheimer's disease.
A multi-scale model explains oscillatory slowing and neuronal hyperactivity in Alzheimer's disease.
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DOI：
10.1098/rsif.2022.0607
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发表时间：
2023-01
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
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作者：
阿尔茨海默病是痴呆症最常见的原因，与病理性淀粉样蛋白-β和tau蛋白在整个大脑中的扩散有关。最近的研究强调了淀粉样蛋白-β和tau在细胞尺度上如何影响神经元的明显差异。在更大的范围内，观察到阿尔茨海默氏症患者经历早期神经元过度激活，随后是神经变性和神经元振荡频率减慢。在此，我们模拟了淀粉样蛋白-β和tau蛋白在人类连接体中的传播，并研究了疾病进展如何影响神经元动力学。通过包括淀粉样蛋白-β和tau病理学的影响，我们发现我们的模型解释了AD相关的频率减慢，早期过度激活和晚期低激活。通过对不同假设的检验，我们发现超激活和频率减慢不是由于不同区域之间的拓扑相互作用，而主要是淀粉样蛋白β和tau蛋白诱导的局部神经毒性的结果。
Alzheimer’s disease is the most common cause of dementia and is linked to the spreading of pathological amyloid-β and tau proteins throughout the brain. Recent studies have highlighted stark differences in how amyloid-β and tau affect neurons at the cellular scale. On a larger scale, Alzheimer’s patients are observed to undergo a period of early-stage neuronal hyperactivation followed by neurodegeneration and frequency slowing of neuronal oscillations. Herein, we model the spreading of both amyloid-β and tau across a human connectome and investigate how the neuronal dynamics are affected by disease progression. By including the effects of both amyloid-β and tau pathology, we find that our model explains AD-related frequency slowing, early-stage hyperactivation and late-stage hypoactivation. By testing different hypotheses, we show that hyperactivation and frequency slowing are not due to the topological interactions between different regions but are mostly the result of local neurotoxicity induced by amyloid-β and tau protein.
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影响因子：
12.6
作者：
Devos H;Gustafson K;Liao K;Ahmadnezhad P;Estes B;Martin LE;Mahnken JD;Brooks WM;Burns JM
通讯作者：
Burns JM
影响因子：
2
作者：
Bruna, Ricardo;Lopez-Sanz, David;Becker, James T.
通讯作者：
Becker, James T.
影响因子：
4.6
作者：
Ciccone, Roselia;Franco, Cristina;Pannaccione, Anna
通讯作者：
Pannaccione, Anna
影响因子：
14
作者：
通讯作者：
--
DOI：
10.1073/pnas.0901831106
发表时间：
2009-06-23
影响因子：
11.1
作者：
Deco, Gustavo;Jirsa, Viktor;Koetter, Rolf
通讯作者：
Koetter, Rolf