White matter fiber density abnormalities in cognitively normal adults at risk for late-onset Alzheimer's disease

Tau accumulation affecting white matter tracts is an early neuropathological feature of late-onset Alzheimer's disease (LOAD). There is a need to ascertain methods for the detection of early LOAD features to help with disease prevention efforts. The microstructure of these tracts and anatomical brain connectivity can be assessed by analyzing diffusion MRI (dMRI) data. Considering that family history increases the risk of developing LOAD, we explored the microstructure of white matter through dMRI in 23 cognitively normal adults who are offspring of patients with Late-Onset Alzheimer's Disease (O-LOAD) and 22 control subjects (CS) without family history of AD. We also evaluated the relation of white matter microstructure metrics with cortical thickness, volumetry, in vivo amyloid deposition (with the help of PiB positron emission tomography -PiB-PET) and regional brain metabolism (as FDG-PET) measures. Finally we studied the association between cognitive performance and white matter microstructure metrics. O-LOAD exhibited lower fiber density and fractional anisotropy in the posterior portion of the corpus callosum and right fornix when compared to CS. Among O-LOAD, reduced fiber density was associated with lower amyloid deposition in the right hippocampus, and greater cortical thickness in the left precuneus, while higher mean diffusivity was related with greater cortical thickness of the right superior temporal gyrus. Additionally, compromised white matter microstructure was associated with poorer semantic fluency. In conclusion, white matter microstructure metrics may reveal early differences in O-LOAD by virtue of parental history of the disorder, when compared to CS without a family history of LOAD. We demonstrate that these differences are associated with lower fiber density in the posterior portion of the corpus callosum and the right fornix.Fil: Sanchez, Stella Maris. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; ArgentinaFil: Duarte Abritta, Barbara Micaela. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; ArgentinaFil: Abulafia, Carolina Andrea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: de Pino, Gabriela. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; ArgentinaFil: Bocaccio, Hernan. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; ArgentinaFil: Castro, Mariana Nair. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Salud Mental; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; ArgentinaFil: Sevlever, Gustavo. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Fonzo, Greg A.. University of Texas at Austin; Estados UnidosFil: Nemeroff, Charles B.. University of Texas at Austin; Estados UnidosFil: Gustafson, Deborah. State University of New York; Estados Unidos. University of Skövde; SueciaFil: Guinjoan, Salvador Martín. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Laboratorio de Neurofisiología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Salud Mental; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; ArgentinaFil: Villarreal, Mirta Fabiana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Neurociencias - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias; Argentin

Amyloid and anatomical correlates of executive functioning in middle-aged offspring of patients with late-onset Alzheimer's disease.

A traditional hallmark of cognitive impairment associated with late-onset Alzheimer´s disease (LOAD) is episodic memory impairment. However, early alterations have been identified in brain regions associated with executive function in asymptomatic, middle-age offspring of patients with LOAD (O-LOAD) compared to those with no family history. We hypothesized that executive function among O-LOAD would correlate with structural and amyloid brain imaging differently from those without a family history of LOAD (control subjects, CS). Executive function, cortical thickness, and in-vivo Aβ deposits were quantified in 30 O-LOAD and 25 CS. Associations were observed among O-LOAD only. Cortical thickness in the left lateral orbitofrontal cortex was positively associated with Design Fluency. The Stroop Color and Word Test, correlated positively with right rostral mid-frontal cortex thickness. Trails Making Test-B was inversely related to left medial orbitofrontal thickness. Tower of London total time was positively associated with β-amyloid deposition in the right precuneus. These results support previous evidence that early executive dysfunction might reflect subtle, early changes in persons at risk of LOAD and suggests that executive function alterations deserve further exploration in the LOAD literature.Fil: Duarte Abritta, Barbara Micaela. Fundacion P/la Lucha C/enferm.neurologicas Infancia. Instituto de Neurociencias. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sanchez, Stella Maris. Fundacion P/la Lucha C/enferm.neurologicas Infancia. Instituto de Neurociencias. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias.; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Abulafia, Carolina Andrea. Fundacion P/la Lucha C/enferm.neurologicas Infancia. Instituto de Neurociencias. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gustafson, Deborah. State University of New York; Estados UnidosFil: Vázquez, Silvia. Fundacion P/la Lucha C/enferm.neurologicas Infancia. Instituto de Neurociencias. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias.; ArgentinaFil: Sevlever, Gustavo. Fundacion P/la Lucha C/enferm.neurologicas Infancia. Instituto de Neurociencias. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias.; ArgentinaFil: Castro, Mariana Nair. Fundacion P/la Lucha C/enferm.neurologicas Infancia. Instituto de Neurociencias. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias.; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; ArgentinaFil: Fiorentini, Leticia. Fundacion P/la Lucha C/enferm.neurologicas Infancia. Instituto de Neurociencias. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias.; ArgentinaFil: Villarreal, Mirta Fabiana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Fundacion P/la Lucha C/enferm.neurologicas Infancia. Instituto de Neurociencias. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias.; ArgentinaFil: Guinjoan, Salvador Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; Argentina. Fundacion P/la Lucha C/enferm.neurologicas Infancia. Instituto de Neurociencias. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Neurociencias.; Argentin

Functional Connectivity of the Locus Coeruleus Identifies Individuals at Familial Risk for Alzheimer's Disease

Background: Prevention and early treatment strategies for Alzheimer´s Disease (AD) are hampered by the lack of risk biomarkers. Neuropsathological changes in de Locus Coeruleus (LC) are detected early in AD, and noradrenaline plays a neuroprotective role in LC projecting areas. We assessed functional connectivity (FC) of the brainstem in asymptomatic individuals at familial risk for AD hypothesizing that FC of the LC will be decreased in relation to non-at-risk individuals. Methods: 31 offspring of patients with late-onset AD (O-LOAD) and 28 controls underwent a neuropsychological evaluation and a resting state functional MRI acquisition. In FC analysses we evaluated whole-brain global connectivity of the brainstem area, and subsequently assessed seed-to-voxel FC patterns from regions showing between-group differences.Results: O-LOAD scored worse in the MMSE and the RAVLT verbal recognition and delayed recall (pFDR<0.05). In imaging analyses, we identified a cluster encompassing the left LC (peak=-4, -34, -32, PTFCE<0.05) showing a decreased global connectivity and a positive correlation with verbal delayed recall scores in O-LOAD subjects (r=0.441, p=0.035). Seed-to-voxel analyses revealed that above findings were largely explained by decreased LC-cerebellar connectivity. Specifically, FC between the LC and the left Crus 1 correlated positively with verbal delayed recall in the O-LOAD group (r=0.464, p=0.022).Conclusions: FC between the LC and the cerebellar cortex is decreased in the healthy offspring of patients with LOAD, such connectivity measurements being associated with verbal memory scores. FC between the LC and the cerebellum may eventually enable the development of prevention and early treatment strategies in AD.Fil: del Cerro, Inés. Universidad de Barcelona. Hospital Duran I Reynals. Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge; EspañaFil: Villarreal, Mirta Fabiana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Abulafia, Carolina Andrea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Duarte Abritta, Barbara Micaela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; ArgentinaFil: Sanchez, Stella Maris. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Castro, Mariana Nair. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Bocaccio, Hernan. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ferrer, Isidro. Universidad de Barcelona. Hospital Duran I Reynals. Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge; EspañaFil: Menchón, José M.. Universidad de Barcelona. Hospital Duran I Reynals. Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge; EspañaFil: Sevlever, Gustavo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; ArgentinaFil: Soriano Mas, Carles. Universidad de Barcelona. Hospital Duran I Reynals. Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge; EspañaFil: Guinjoan, Salvador Martín. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina74th Annual Scientific Convention and MeetingChicagoEstados UnidosSociety of Biological Psychiatr

Disrupted functional connectivity of the locus coeruleus in healthy adults with parental history of Alzheimer's disease

Prevention and early treatment strategies for Alzheimer's disease (AD) are hampered by the lack of research biomarkers. Neuropathological changes in the Locus Coeruleus (LC) are detected early in AD, and noradrenaline plays a neuroprotective role in LC projecting areas. We assessed functional connectivity (FC) of the brainstem in asymptomatic individuals at familial risk for AD hypothesizing that FC of the LC will be decreased in relation to not-at-risk individuals. Thirty-one offspring of patients with late-onset AD (O-LOAD) (22 females; mean age ± SD = 50.36 ± 8.32) and 28 healthy controls (HC) (20 females; mean age ± SD = 53.90 ± 8.44) underwent a neurocognitive evaluation and a resting-state functional magnetic resonance imaging acquisition. In FC analyses we evaluated whole-brain global connectivity of the brainstem area, and subsequently assessed seed-to-voxel FC patterns from regions showing between-group differences. O-LOAD individuals scored worse in neurocognitive measures of memory and overall functioning (pFDR<0.05). In imaging analyses, we observed that O-LOAD individuals showed decreased global connectivity in a cluster encompassing the left LC (peak = −4, −34, −32, pTFCE<0.05). Seed-to-voxel analyses revealed that this finding was largely explained by decreased connectivity between the LC and the cerebellar cortex. Moreover, FC between the LC and the left cerebellum correlated positively with delayed recall scores. FC between the LC and the cerebellar cortex is decreased in the healthy offspring of patients with LOAD, such connectivity measurements being associated with delayed memory scores. The assessment of FC between the LC and the cerebellum may serve as a biomarker of AD vulnerability.Fil: Del Cerro, Inés. Universidad de Barcelona; EspañaFil: Villarreal, Mirta Fabiana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Abulafia, Carolina Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: Duarte Abritta, Barbara Micaela. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sanchez, Stella Maris. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Castro, Mariana Nair. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Bocaccio, Hernan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Ferrer, Isidre. Universidad de Barcelona; EspañaFil: Menchón, José Manuel. Universitat Autònoma de Barcelona; EspañaFil: Sevlever, Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Nemeroff, Charles B.. Institute of Early Life Adversity Research; Estados UnidosFil: Soriano Mas, Carles. Universitat Autònoma de Barcelona; EspañaFil: Guinjoan, Salvador Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentin

Brain structural and amyloid correlates of recovery from semantic interference in cognitively normal individuals with or without family history of late-onset alzheimer’s disease

Failure to recover from proactive semantic interference (frPSI) has been shown to be more sensitive than traditional cognitive measures in different populations with preclinical Alzheimer’s disease. The authors sought to characterize the structural and amyloid in vivo correlates of frPSI in cognitively normal offspring of patients with late-onset Alzheimer’s disease (O-LOAD), compared with individuals without a family history of neurodegenerative disorders (CS). The authors evaluated the LASSI-L, a test tapping frPSI and other types of semantic interference and delayed recall on the RAVLT, along with 3-T MRI volumetry and positron emission tomography Pittsburgh compound B, in 27 O-LOAD and 18 CS with equivalent age, sex, years of education, ethnicity, premorbid intelligence, and mood symptoms. Recovery from proactive semantic interference (frPSI) and RAVLT delayed recall were lower in O-LOAD cases. Structural correlates of both cognitive dimensions were different in CS and O-LOAD, involving brain regions concerned with autonomic, motor, and motivational control in the former, and regions traditionally implicated in Alzheimer’s disease in the latter. Better recovery from retroactive semantic interference was associated with less amyloid load in the left temporal lobe in O-LOAD but not CS. In middle-aged cognitively normal individuals with one parent affected with LOAD, frPSI was impaired compared with persons without a family history of LOAD. The neuroimaging correlates of such cognitive measure in those with one parent with LOAD involve Alzheimer’s-relevant brain regions even at a relatively young age.Fil: Abulafia, Carolina Andrea. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: Loewenstein, David. No especifíca;Fil: Curiel-Cid, Rosie. No especifíca;Fil: Duarte Abritta, Barbara Micaela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Sanchez, Stella Maris. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Vigo, Daniel Eduardo. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; ArgentinaFil: Castro, Mariana Nair. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Salud Mental; ArgentinaFil: Drucaroff, Lucas Javier. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Salud Mental; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Vázquez, Silvia. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Sevlever, Gustavo. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Nemeroff, Charles B.. No especifíca;Fil: Guinjoan, Salvador Martín. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Salud Mental; ArgentinaFil: Villarreal, Mirta Fabiana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin