老化および認知症における前頭前野および内側側頭葉の前頭前活動と体積変化との関連：レビュー

機能的な神経画像研究は、一貫性のある記憶を含むさまざまな認知タスク中に、前頭前野（PFC）活性の年齢に関連した変化を一貫して報告しています。これらの変化は、多くの場合、脳機能における加齢に関連した変化の次の3つの神経モデルの1つ、脱分化、神経非効率、神経可塑性および補償モデルのコンテキスト内で解釈されます。これらの競合モデルを区別することは、機能的なイメージングデータのみを使用して結果を解釈する場合に困難であることが証明されています。この論文では、PFC活性の年齢に関連した変化のより正確な解釈には、PFCおよび内側側頭葉（MTL）の灰白質量（GMV）の年齢に関連する違いを考慮する必要があることを提案します。高齢者と若年成人のPFC活性と局所（PFC）と遠位（MTL）GMVの両方との関係を直接調べた認知老化のfMRI研究をレビューします。また、病理学的老化（つまり、軽度認知障害（MCI）およびアルツハイマー病（AD））で構造機能関係をさらに修正する方法を検討しました。年齢層間でタスクのパフォーマンスが一致すると、地域のPFC量と高齢者の活動との間に負の関連があることがわかりました。しかし、高齢者が若年成人よりも悪化した場合、右横方向のPFCで体積と活動の間に正の関連性があることが観察されました。さらに、記憶課題中に、いくつかの研究により、PFC活性は健康な高齢者のMTLのGM量に積極的に関連しているが、MCIおよびAD患者では負に関連していることが明らかになりました。PFC活性は、局所および遠位のGM体積削減の年齢に関連した変化に関連しており、これらの構造的測定の考慮がfMRIの結果の解釈に役立つと結論付けています。さらに、構造機能関係の研究は、健康な老化と病理学的老化の根底にある生物学的メカニズムに関する重要な洞察を提供する可能性があります。

Functional neuroimaging studies have consistently reported age-related changes in prefrontal cortex (PFC) activity during a variety of cognitive tasks, including episodic memory. These changes are often interpreted within the context of one of the following three neural models of age-related changes in brain function: dedifferentiation, neural inefficiency, and neural plasticity and compensation models. Distinguishing between these competing models has proven difficult when interpreting results using functional imaging data alone. In this paper we suggest that a more accurate interpretation of age-related changes in PFC activity requires consideration of age-related differences in gray matter volume (GMv) in PFC and the medial temporal lobes (MTL). We review fMRI studies of cognitive aging that have directly examined the relationship between PFC activity and both local (PFC) and distal (MTL) GMv in older versus younger adults. We also considered how structure-function relationships may be further modified in pathological aging (i.e. mild cognitive impairment (MCI) and Alzheimer's disease (AD)). We found that when task performance was matched between age-groups there was a negative association between regional PFC volume and activity in older adults. However, when older adults performed worse than young adults we observed a positive association between volume and activity in right lateral PFC. Additionally during memory tasks, several studies revealed that PFC activity is positively related to GM volume in MTL in healthy older adults, but negatively related in MCI and AD patients. We conclude that PFC activity is related to age-related changes in local and distal GM volume reductions and that consideration of these structural measures aids the interpretation of fMRI results. Furthermore, the study of structure-function relationships may provide important insights into the biological mechanisms underlying healthy versus pathological aging.