神経伝達物質の不均衡は前頭側頭変性症における脳の動的流動性を調節している。

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Neurobiol. Aging.2020 Jun;94:176-184. S0197-4580(20)30189-5. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2020.05.017.Epub 2020-06-11.

神経伝達物質の不均衡は前頭側頭変性症における脳の動的流動性を調節している。

Neurotransmitter imbalance dysregulates brain dynamic fluidity in frontotemporal degeneration.

Alberto Benussi
Enrico Premi
Stefano Gazzina
Valentina Cantoni
Maria Sofia Cotelli
Marcello Giunta
Roberto Gasparotti
Vince D Calhoun
Barbara Borroni

PMID: 32629312 DOI: 10.1016/j.neurobiolaging.2020.05.017.

抄録

前頭側頭側頭変性症（FTD）は、GABA作動性/グルタミン酸作動性神経伝達物質の障害を伴う大域的な脳の柔軟性の低下を特徴とする。我々は、FTD患者66人を対象に、安静時機能MRIと経頭蓋磁気刺激（TMS）を用いて、時間的に変化する全脳ネットワーク接続性の動的特性、および静的大規模ネットワークと神経伝達物質の不均衡との関係を評価することを目的とした。TMSによるGABA作動性神経伝達とグルタミン酸作動性神経伝達の評価を行い、皮質内抑制と皮質内円滑化の短・長周期、大規模ネットワークの接続性を考慮し、メタ状態の動的流動性の4つの指標を用いて評価を行った。(1)明瞭なメタ状態の数、(2)あるメタ状態から別のメタ状態へのスイッチの数、(3)実現されたメタ状態のスパン、(4)状態空間の総移動距離である。TMSパラメータと大規模ネットワークの接続性との間には有意な相関関係は見られませんでした。しかし、短時間の皮質内抑制-皮質内円滑化と4つのメタ状態との間に有意な相関が観察された（すべての指標p < 0.02、偽発見率補正済み）。本研究は、神経伝達物質の不均衡が脳の動的流動性を調節し、FTDの微視的変化と巨視的変化を結びつけていることを示唆している。

Frontotemporal degeneration (FTD) is characterized by reduced global brain flexibility along with GABAergic/glutamatergic neurotransmitter deficits. We aimed to assess the relationship between dynamical properties of time-varying whole-brain network connectivity as well as static large-scale networks and neurotransmitter imbalance using resting-state functional MRI and transcranial magnetic stimulation (TMS) in sixty-six patients with FTD. We assessed GABAergic and glutamatergic neurotransmission by TMS, considering short- and long-interval intracortical inhibition and intracortical facilitation, and large-scale networks connectivity as well as four indexes of meta-state dynamic fluidity: (1) number of distinct meta-states, (2) number of switches from one meta-state to another, (3) span of the realized meta-states, and (4) total distance traveled in the state space. No significant correlations between TMS parameters and large-scale networks connectivity were observed. However, we observed a significant correlation between short-interval intracortical inhibition-intracortical facilitation and four meta-states (all indexes p < 0.02, false discovery rate-corrected). This study suggests that neurotransmitter imbalance dysregulates brain dynamic fluidity, linking microscopic and macroscopic changes in FTD.