Il ruolo della corteccia prefrontale anteriore nella memoria prospettica: uno studio esplorativo FDG-PET nella Malattia di Alzheimer in fase precoce

Abstract

La memoria prospettica si riferisce al processo di ricordare e mantenere un'intenzione per poi recuperarla ed eseguirla al momento giusto nel futuro. Si tratta di una funzione cognitiva che racchiude in sé sia funzioni mnesiche che esecutive e come tale sembra potenzialmente completo e sensibile come marcatore di un declino cognitivo ad uno stadio precoce. Da precedenti studi condotti su volontari sani è emerso che le regioni prefrontali sono profondamente coinvolte nei meccanismi che sottendono alla memoria prospettica, di cui tuttavia poco si conosce circa le basi neurali funzionali nei prodromi della Malattia di Alzheimer (AD). Per ampliare le conoscenze in questo campo, abbiamo reclutato retrospettivamente 18 pazienti con deterioramento cognitivo lieve dovuto all’AD (MCI-AD) e 23 controlli sani associati per età, sesso ed educazione. Entrambi i gruppi sono stati sottoposti a FDG-PET per lo studio del metabolismo cerebrale, e ad un test per valutare la memoria prospettica, il PM-specific paradigm test. Il metabolismo cerebrale è stato messo in relazione con il punteggio di memoria prospettica separatamente nei due gruppi per trovare quelle aree cerebrali correlate con la performance di memoria prospettica, che sono state poi utilizzate come fulcro per condurre un’analisi di connettività metabolica inter-regionale (IRCA= inter-regional correlation analysis). Da sottolineare il fatto che negli MCI-AD, ma non nei controlli sani, il punteggio di memoria prospettica correlava positivamente con i livelli metabolici nella corteccia prefrontale anteriore destra (aPFC, medio e inferiore giro frontale) che ha rivelato una perdita di connettività interemisferica nell’IRCA. In accordo ai nostri risultati, il funzionamento della aPFC e la sua connettività metabolica interemisferica risultano cruciali in AD in fase precoce per sostenere la performance della memoria prospettica, che si deteriora di pari passo con la progressiva insufficienza metabolica delle aree interconness

Prospective memory refers to the process of remembering and holding on to an intention to then recover and execute it at the right time in the future. It is a complex cognitive function that encloses both mnesiac and executive functions. It could therefore potentially represent a very complete and sensitive marker of cognitive decline in an early stage. Previous studies in healthy volunteers have shown that prefrontal regions are deeply involved in the mechanisms underlying prospective memory, however little is known about the functional neural basis of prospective memory in prodromal Alzheimer’s disease (AD). In order to throughly investigate this specific field, we retrospectively recruited 18 patients with mild cognitive impairment caused by AD (MCI-AD) and 23 matched healthy control subjects. Both the groups had undergone 18F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography, to study the brain metabolism, and the PM-specific paradigm test, to assess the prospective memory. Brain metabolism was correlated with the prospective memory score in the two groups separately to find those brain areas correlated with prospective memory’s performance, which were then used as a hub for an inter-regional metabolic connectivity analyses (inter-regional correlation analysis). Of particular note is the fact that in MCI-AD and not in healthy control subjects, PM score results positively correlated with metabolic levels in the right anterior prefrontal cortex (middle and inferior frontal gyri), which discloses a loss of interhemispheric connectivity in the inter-regional correlation analysis. According to our results, the functioning of the right anterior prefrontal cortex and its interhemispheric metabolic connectivity are crucial in early AD to sustain PM performance, which deteriorates along with progressive metabolic failure of the interconnected areas.