背外側前頭前野皮質の可塑性の程度と、アルツハイマー病患者の作業記憶との関連

重要性：アルツハイマー病（AD）の背側前頭前野（DLPFC）可塑性の程度と作業記憶との関連は不明です。 目的：ADの参加者が健康なコントロール参加者と比較してDLPFCの可塑性を損なっていたかどうかを判断し、ADとコントロールの参加者間の作業記憶を比較し、DLPFCの可塑性がワーキングメモリに関連しているかどうかを判断します。 設計、設定、および参加者：この横断的研究には、65歳以上のADを持つ32人の参加者が含まれており、Mini-Mental州検査で少なくとも17人のスコアと16人の年齢患者の対照参加者が少なくとも17人のADの可能性があるため、認知症の診断基準を満たしました。参加者は、2013年5月から2016年10月まで、大学教育病院から募集されました。 主な結果と測定：脳波と脳波と組み合わせたペアの関連性刺激（末梢神経電気刺激と経頭蓋磁気刺激の組み合わせ）を使用した皮質誘発活性の増強として測定されたDLPFCの可塑性。ワーキングメモリは、Nバックタスク（1および2バック）で評価され、A '統計を使用して測定されました。 結果：ADの32人の参加者のうち、17人が女性、15人は男性（平均[SD]年齢、76.3 [6.3]年）でした。16のコントロールのうち、8人が男性、8人は女性（平均[SD]年齢、76.4 [5.1]年）でした。ADの参加者は、コントロール（平均[SD]増強、1.18 [0.25]）のDLPFC可塑性（平均[SD]増強、1.40 [0.35]; F1,44 = 5.90; P = .02;グループ間比較、コーエンD = 0.77; P = .01）ADの参加者は、コントロール（平均[SD] a '= 0.47 [0.30]）の1バック条件（平均[SD] A' = 0.47 [0.30]）でのパフォーマンスが低下しました（平均[SD] A '= 0.96 [0.01]; Cohen D = 1.86; P <.001）。A '= 0.85 [0.18];DLPFCの可塑性は、1バックA '（パラメーター推定B [SE] = 0.32 [0.13];標準化されたβ= 0.29; P = .02）および2バックA'（B [0.15];β= 0.39; P = .006）の1バックA '（パラメーター推定B [SE] = 0.32 [0.13];標準化されたβ= .02）の作業記憶性能と正の関連がありました。 結論と関連性：この研究は、AD患者の生体内DLPFCの可塑性障害を示した。この調査結果は、DLPFC機能の尺度としてのDLPFC可塑性の使用と、AD患者のDLPFC機能と作業記憶を強化するための潜在的な治療ターゲットをサポートしています。

IMPORTANCE: The extent of dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) plasticity in Alzheimer disease (AD) and its association with working memory are not known. OBJECTIVES: To determine whether participants with AD had impaired DLPFC plasticity compared with healthy control participants, to compare working memory between participants with AD and controls, and to determine whether DLPFC plasticity was associated with working memory. DESIGN, SETTING, AND PARTICIPANTS: This cross-sectional study included 32 participants with AD who were 65 years or older and met diagnostic criteria for dementia due to probable AD with a score of at least 17 on the Mini-Mental State Examination and 16 age-matched control participants. Participants were recruited from a university teaching hospital from May 2013 to October 2016. MAIN OUTCOMES AND MEASURES: Plasticity of the DLPFC measured as potentiation of cortical-evoked activity using paired associative stimulation (a combination of peripheral nerve electrical stimulation and transcranial magnetic stimulation) combined with electroencephalography. Working memory was assessed with the n-back task (1- and 2-back) and measured using the A' statistic. RESULTS: Among the 32 participants with AD, 17 were women and 15 were men (mean [SD] age, 76.3 [6.3] years); among the 16 controls, 8 were men and 8 were women (mean [SD] age, 76.4 [5.1] years). Participants with AD had impaired DLPFC plasticity (mean [SD] potentiation, 1.18 [0.25]) compared with controls (mean [SD] potentiation, 1.40 [0.35]; F1,44 = 5.90; P = .02; between-group comparison, Cohen d = 0.77; P = .01). Participants with AD also had impaired performances on the 1-back condition (mean [SD] A' = 0.47 [0.30]) compared with controls (mean [SD] A' = 0.96 [0.01]; Cohen d = 1.86; P < .001), with similar findings for participants with AD on the 2-back condition (mean [SD] A' = 0.29 [0.2]) compared with controls (mean [SD], A' = 0.85 [0.18]; Cohen d = 2.83; P < .001). Plasticity of DLPFC was positively associated with working memory performance on the 1-back A' (parameter estimate B [SE] = 0.32 [0.13]; standardized β = 0.29; P = .02) and 2-back A' (B [SE] = 0.43 [0.15]; β = 0.39; P = .006) across both groups after controlling for age, education, and attention. CONCLUSIONS AND RELEVANCE: This study demonstrated impaired in vivo DLPFC plasticity in patients with AD. The findings support the use of DLPFC plasticity as a measure of DLPFC function and a potential treatment target to enhance DLPFC function and working memory in patients with AD.