Hintergrund: Ein Therapiebeginn in frühen Stadien der Alzheimer Demenz (AD), zum Beispiel bei noch unauffälliger Kognition, könnte die Progression ins Krankheitsstadium möglicherweise verhindern. Voraussetzung dafür sind Biomarker zur Identifizierung von Risikopersonen für die Entwicklung einer AD, wie Personen mit subjektiver kognitiver Verschlechterung (englisch (engl.) Subjective Cognitive Decline, SCD) und leichter kognitiver Beeinträchtigung (engl. Mild Cognitive Impairment, MCI). Volumetrische Analysen in der nicht invasiven Magnetresonanztomographie (MRT) der Standardmarker Hippocampus und Großhirnkortex brachten dabei eingeschränkte Erfolge. Da im hochauflösenden 7Tesla (T) MRT auch kleinere Regionen hochwertig segmentiert werden können, war Ziel dieser Arbeit, die hippocampale Molekularschicht und die Amygdala mit Kernen im AD-Kontinuum zu analysieren und mit den Volumen-Standardmarkern zu vergleichen. Methoden: Es wurden 27 gesunde Teilnehmende (engl. Healthy Control, HC), 33 SCD, 26 MCI und 26 AD Teilnehmende in diese Studie eingeschlossen. Die Gedächtnisleistung wurde bei Erstvisite (N = 112), nach ein (N = 69) und drei (N = 40) Jahren anhand eines zusammengesetzten Gedächtnisscores gemessen. Bei Erstvisite wurden hochauflösende 7T MRT Bilder angefertigt, die Volumina automatisch und atlas-basiert segmentiert und auf das totale intrakranielle Volumen adjustiert. Die Volumina wurden, mit Adjustierung auf Alter, Bildung und Geschlecht, auf einen Zusammenhang mit der Diagnose sowie der Gedächtnisleistung geprüft. Mit linearen gemischten Modellen wurde die prognostische Aussagekraft der Volumina auf die Entwicklung des Gedächtnisses in den nächsten drei Jahren evaluiert. Ergebnisse: Bei der Amygdala und einigen Kernen zeigte sich im Vergleich zu HC eine deutliche Reduktion der Volumina bei SCD (Volumenunterschied -9% – -10%), MCI (-11% – -20%) und AD (-18% – -32%). Die Differenz zwischen HC und SCD konnte beim Hippocampus, hippocampalen Subregionen, Molekularschicht sowie kortikalen Volumina nicht nachgewiesen werden (< -2,5%). Alle Regionen zeigten einen positiven linearen Zusammenhang mit der Gedächtnisleistung (partielles Eta² bis zu 36% Varianzerklärung). Eine Prognose zur Entwicklung des Gedächtnisses in den nächsten drei Jahren konnte durch Hippocampus und den akzessorischen basalen Kern der Amygdala am aussagekräftigsten gestellt werden (R² > 55% Varianzerklärung). Die prognostische Aussagekraft durch die Volumina war allerdings geringer als jene, die bereits von den vier Diagnose-Gruppen ausging (R² = 77% Varianzerklärung). Fazit: Die Arbeit lieferte erste Hinweise, dass die Volumina der Amygdala und ihrer Kerne eine MRT-gestützte Diagnosestellung des Risikostadiums SCD ermöglichen könnten. Zudem gab es Zeichen, dass Volumina von Hippocampus, Amygdala und deren Subregionen bei der Prognosestellung künftiger Gedächtnisleistung hilfreich sein könnten, vor allem bei unbekannter Diagnose.
Background: Starting therapy in the early stages of Alzheimer's disease (AD), for example when cognition is still unaffected, could probably prevent progression to the dementia stage. This requires biomarkers to identify individuals at risk for developing AD, such as those with Subjective Cognitive Decline (SCD) and Mild Cognitive Impairment (MCI). Volumetric analysis in noninvasive magnetic resonance imaging (MRI) of the standard markers Hippocampus and cerebral cortex yielded limited success in identifying these risk stages. Since smaller regions can be segmented with high quality in high-resolution 7Tesla MRI, the aim of this work was to analyze the hippocampal molecular layer and the Amygdala with their nuclei in the AD spectrum and to compare them with volumetric standard markers. Methods: 27 healthy control (HC), 33 SCD, 26 MCI, and 26 AD participants were included in this study. Memory performance was measured at baseline (N = 112), after one (N = 69), and three (N = 40) years using a composite memory score. At baseline, high-resolution 7T MRI images were acquired, Hippocampus, Amygdala, each of their subregions, and cortical volumes was segmented automatically and atlas-based and adjusted for total intracranial volume. Volumes were analyzed, with adjustment for age, education, and sex, for association with diagnosis as well as memory performance. Linear Mixed Models were used to evaluate the predictive effects of volumes on future memory performance over the next three years. Results: In the Amygdala and some nuclei, compared with HC a significant reduction in volumes in SCD (volume difference -9% – -10%), MCI (-11% – -20%) and AD (-18% – -32%) was found. The difference between HC and SCD was not detected in the Hippocampus, hippocampal subregions, molecular layer, and cerebral cortex (< -2.5%). All regions showed a positive linear relationship with memory performance (partial Eta² up to 36% explanation of variance). The best prognosis for the development of memory in the next three years could be made by the Hippocampus and accessory basal nucleus of the Amygdala (R² > 55% explanation of variance). However, the prognostic significance provided by the volumes was lower than that provided by the four diagnostic groups (R² = 77.3% explanation of variance). Conclusion: This study provided the first evidence that volumes of the Amygdala and its nuclei could support MRI-based diagnosis of the SCD risk stage. In addition, evidence was found that the Hippocampus and Amygdala volumes and their subregions may be useful in predicting future memory performance, especially when the individual's diagnosis is unknown.
