Determinants of vascular cognitive impairment : White matter lesions, brain atrophy and their neuropsychological correlates

The concept of vascular cognitive impairment (VCI) covers a wide spectrum of cognitive dysfunctions related to cerebrovascular disease. Among the pathophysiological determinants of VCI are cerebral stroke, white matter lesions and brain atrophy, which are known to be important risk factors for dementia. However, the specific mechanisms behind the brain abnormalities and cognitive decline are still poorly understood. The present study investigated the neuropsychological correlates of particular magnetic resonance imaging (MRI) findings, namely, medial temporal lobe atrophy (MTA), white matter hyperintensities (WMH), general cortical atrophy and corpus callosum (CC) atrophy in subjects with cerebrovascular disease. Furthermore, the cognitive profile of subcortical ischaemic vascular disease (SIVD) was examined. This study was conducted as part of two large multidisciplinary study projects, the Helsinki Stroke Aging Memory (SAM) Study and the multinational Leukoaraiosis and Disability (LADIS) Study. The SAM cohort consisted of 486 patients, between 55 and 85 years old, with ischaemic stroke from the Helsinki University Hospital, Helsinki, Finland. The LADIS Study included a mixed sample of subjects (n=639) with age-related WMH, between 65 and 84 years old, gathered from 11 centres around Europe. Both studies included comprehensive clinical and neuropsychological assessments and detailed brain MRI. The relationships between the MRI findings and the neuropsychological test performance were analysed by controlling for relevant confounding factors such as age, education and other coexisting brain lesions. The results revealed that in elderly patients with ischaemic stroke, moderate to severe MTA was specifically related to impairment of memory and visuospatial functions, but mild MTA had no clinical relevance. Instead, WMH were primarily associated with executive deficits and mental slowing. These deficits mediated the relationship between WMH and other, secondary cognitive deficits. Cognitive decline was best predicted by the overall degree of WMH, whereas the independent contribution of regional WMH measures was low. Executive deficits were the most prominent cognitive characteristic in SIVD. Compared to other stroke patients, the patients with SIVD also presented more severe memory deficits, which were related to MTA. The cognitive decline in SIVD occurred independently of depressive symptoms and, relative to healthy control subjects, it was substantial in severity. In stroke patients, general cortical atrophy also turned out to be a strong predictor of cognitive decline in a wide range of cognitive domains. Moreover, in elderly subjects with WMH, overall CC atrophy was related to reduction in mental speed, while anterior CC atrophy was independently associated with frontal lobe-mediated executive functions and attention. The present study provides cross-sectional evidence for the involvement of WMH, MTA, general cortical atrophy and CC atrophy in VCI. The results suggest that there are multifaceted pathophysiological mechanisms behind VCI in the elderly, including both vascular ischaemic lesions and neurodegenerative changes. The different pathological changes are highly interrelated processes and together they may produce cumulative effects on cognitive decline.

Monitahoiset aivomuutokset aiheuttavat henkisen toimintakyvyn heikentymistä iäkkäillä aivoverenkiertohäiriöpotilailla Aivoverenkiertohäiriöt ovat yksi yleisimmistä neurologisista sairausryhmistä, ja ne aiheuttavat usein henkisen toimintakyvyn häiriöitä mm. muistissa, havaintotoiminnoissa, tarkkaavaisuudessa ja tavoitteisen toiminnan säätelyssä. Väestön ikääntyessä joka kolmas ihmisistä sairastuu aivoverenkiertohäiriöön, dementiaan tai molempiin. Väitöstutkimuksessa selvitettiin, millainen merkitys aivojen kudoskadolla ja paikallisen hapenpuutteen pohjalta syntyvillä valkean aineen muutoksilla on henkisen toimintakyvyn kannalta. Tutkimusmenetelminä käytettiin kliinisiä neuropsykologisia testejä ja aivojen magneettikuvausta. Tulokset osoittivat, että iäkkäillä aivoinfarktipotilailla valkean aineen muutokset olivat yhteydessä ensisijaisesti toiminnanohjauksen ja tarkkaavaisuuden heikentymiseen sekä toiminnan hidastumiseen. Myös aivokuoren kudoskato ennusti laaja-alaisesti henkisen toimintakyvyn heikentymistä. Aivojen pienten verisuonten ahtautumiseen liittyvässä ns. subkortikaalisessa vaskulaarisessa taudissa ilmenee runsaasti valkean aineen muutoksia ja pieniä infarkteja. Tässä tutkimuksessa subkortikaalista vaskulaarista tautia sairastavilla potilailla todettiin huomattavia henkisen toimintakyvyn muutoksia. Verrattuna muihin aivoinfarktipotilaisiin näillä potilailla oli vaikeuksia erityisesti toiminnanohjausta, tarkkaavuutta sekä viivästettyä mieleenpalautusta mittaavissa tehtävissä. Ohimolohkojen sisäosat ovat muistin kannalta keskeisiä aivorakenteita. Iäkkäät aivoinfarktipotilaat, joiden magneettikuvissa todettiin vähintään kohtalaista ohimolohkojen sisäosien kudoskatoa, suoriutuivat muita potilaita heikommin muistia, avaruudellista hahmottamista ja nopeutta mittaavissa tehtävissä. Aivopuoliskoja toisiinsa yhdistävän rakenteen, aivokurkiaisen, kutistumista on aiemmin havaittu mm. dementiasairauksissa. Tässä tutkimuksessa aivokurkiaisen yleisen kudoskadon todettiin liittyvän toiminnan hitauteen, kun taas aivokurkiaisen etuosien kudoskato oli yhteydessä toiminnanohjauksen ja tarkkaavaisuuden vaikeuksiin. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että valkean aineen muutoksilla, ohimolohkojen sisäosien ja aivokurkiaisen kudoskadolla sekä aivokuoren yleisellä kudoskadolla on tärkeä osuus henkisen toimintakyvyn heikentymisessä iäkkäillä aivoverenkiertohäiriöpotilailla. Koska nämä aivomuutokset ovat merkittäviä dementian vaaratekijöitä, niihin tulisi kiinnittää huomiota mahdollisimman varhaisessa vaiheessa, jotta taudin etenemistä kyettäisiin ehkäisemään ja hidastamaan.