Titelaufnahme

Titel
Spatial patterns and temporal trajectories of age-related effects on brain white matter - : a Box-Cox analysis / Morozova Maria
Verfasser/ VerfasserinMorozova, Maria
Begutachter / BegutachterinWood, Guilherme
ErschienenGraz, März 2016
Umfangv, 92 Blätter : Illustrationen
HochschulschriftKarl-Franzens-Universität Graz, Diplomarbeit, 2016
SpracheEnglisch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (GND)Altern / Substantia alba / Kernspintomografie
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-98472 Persistent Identifier (URN)
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Spatial patterns and temporal trajectories of age-related effects on brain white matter - [1.93 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Ein langes Leben setzt gesundes Altern nicht voraus. Um pathologische und gesundheitsfördernde Prozesse zu definieren, ist eine genaue Beschreibung der Norm wichtig. Das Ziel dieser Studie war es, räumliche Muster und zeitliche Abläufe des Alterungsprozesses in der weißen Substanz des menschlichen Gehirns zu bestimmen. Dafür haben 88 ProbandInnen zwischen 18 und 88 Jahren an einer Magnetresonanztomographieuntersuchung (MRT) teilgenommen. Anhand von diffusionsgewichteten Bildern eine spezifische Methode der MRT wurden Bereiche bestimmt, die besonders vom Altern betroffen sind. Corticospinaltract (CST), Corpus Callosum (CC), Radiatio Optica (OR), superiore fronto-occipitale fasciculus (SFOF), Hirnstamm und Fornix weisen Veränderungen in der fraktionalen Anisotropie (FA) auf und unterschiedliche Muster an Veränderungen in den Diffusivitätsmaßen (mittlere Diffusivität: MD; axiale Diffusivität: AD; radiale Diffusivitä: RD). Zusätzlich wurden altersbedingte Unterschiede in den Diffusivitätsmaßen gefunden ohne Veränderungen der FA, dies deutet auf weniger fortgeschrittene Altersprozesse hin. Diese Veränderungen sind nicht nur in spät-myelinisierenden Bereichen zu finden, damit steht diese Untersuchung im Widerspruch zur Myelodegenerationstheorie. Weiters wurden die zeitlichen Verläufe dieser altersbedingten Veränderungen untersucht. Anhand der Box-Cox Analyse wurde pro Voxel der weißen Substanz das Ausmaß der monotonen nichtlinearen Verläufe bestimmt. Auf globaler und regionaler Ebene hat sich dabei gezeigt, dass sich FA eher linear verhält, AD und MD hingegen große Varianz in den -Exponenten aufweisen und sich stark nicht-linear verhalten. Auf regionaler Ebene finden sich vor allem beschleunigte altersbedingte Effekte. Starke Nicht-Linearität zeigt sich in großen Teilen des CC, der OR und des SFOF. Ausgehend von dieser Untersuchung zeigt sich, dass die Box-Cox Analyse sich gut eignet um monotone, nicht-lineare altersbedingte Effekte zu untersuchen.

Zusammenfassung (Englisch)

Increasing longevity does not imply healthy ageing. To identify pathological and health-promoting processes it is important to accurately describe the norm. The aim of this study was to determine the spatial patterns and the temporal trajectories of age-related changes in human brain white matter. Therefore 88 participants in the ages between 18 and 88 took part in a magnetic resonance imaging (MRI) examination. Using diffusion weighted images a specific method of MRI several areas that are especially vulnerable to ageing were determined. The cortico-spinal tract (CST), the body of corpus callosum (CC), the optic radiation (OR), the superior fronto-occipital fasciculus (SFOF), the brainstem and the fornix presented an age-related change in fractional anisotropy (FA) and different patterns of change in diffusivity measurements (mean diffusivity: MD; axial diffusivity: AD; radial diffusivity: RD). Moreover, age-related changes in diffusivity measurements only were found without a change in FA, suggesting less advanced processes of ageing. These changes can be found not only in late-myelinating areas but also in early-myelinating ones, thus this study is inconsistent with the myelodegeneration theory. Furthermore, temporal trajectories of age-related changes were examined. In each voxel in the white matter the amount of monotonic non-linear curvature was determined applying the Box-Cox analysis. FA behaves almost linearly on a global level, while MD and AD show a high variability in the -exponents and behave strongly non-linear. Predominantly accelerating age-related effects were found on a regional level. Strongly non-linear behaviour was found primarily in the body of CC, the OR and the SFOF. MD and AD show again more variability in the distribution of -exponents than the other two parameters. Based on the results of this study it could be shown that the Box-Cox analysis is an appropriate method to investigate monotonic non-linear age-related effects.

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