A ‘frontal variant of Alzheimer’s disease’ has been described in patients with predominant behavioural or dysexecutive deficits caused by Alzheimer’s disease pathology. The description of this rare Alzheimer’s disease phenotype has been limited to case reports and small series, and many clinical, neuroimaging and neuropathological characteristics are not well understood. In this retrospective study, we included 55 patients with Alzheimer’s disease with a behavioural-predominant presentation (behavioural Alzheimer’s disease) and a neuropathological diagnosis of high-likelihood Alzheimer’s disease (n = 17) and/or biomarker evidence of Alzheimer’s disease pathology (n = 44). In addition, we included 29 patients with autopsy/biomarker-defined Alzheimer’s disease with a dysexecutive-predominant syndrome (dysexecutive Alzheimer’s disease). We performed structured chart reviews to ascertain clinical features. First symptoms were more often cognitive (behavioural Alzheimer’s disease: 53%; dysexecutive Alzheimer’s disease: 83%) than behavioural (behavioural Alzheimer’s disease: 25%; dysexecutive Alzheimer’s disease: 3%). Apathy was the most common behavioural feature, while hyperorality and perseverative/compulsive behaviours were less prevalent. Fifty-two per cent of patients with behavioural Alzheimer’s disease met diagnostic criteria for possible behavioural-variant frontotemporal dementia. Overlap between behavioural and dysexecutive Alzheimer’s disease was modest (9/75 patients). Sixty per cent of patients with behavioural Alzheimer’s disease and 40% of those with the dysexecutive syndrome carried at least one APOE ε4 allele. We also compared neuropsychological test performance and brain atrophy (applying voxel-based morphometry) with matched autopsy/biomarker-defined typical (amnestic-predominant) Alzheimer’s disease (typical Alzheimer’s disease, n = 58), autopsy-confirmed/Alzheimer’s disease biomarker-negative behavioural variant frontotemporal dementia (n = 59), and controls (n = 61). Patients with behavioural Alzheimer’s disease showed worse memory scores than behavioural variant frontotemporal dementia and did not differ from typical Alzheimer’s disease, while executive function composite scores were lower compared to behavioural variant frontotemporal dementia and typical Alzheimer’s disease. Voxel-wise contrasts between behavioural and dysexecutive Alzheimer’s disease patients and controls revealed marked atrophy in bilateral temporoparietal regions and only limited atrophy in the frontal cortex. In direct comparison with behavioural and those with dysexecutive Alzheimer’s disease, patients with behavioural variant frontotemporal dementia showed more frontal atrophy and less posterior involvement, whereas patients with typical Alzheimer’s disease were slightly more affected posteriorly and showed less frontal atrophy (P < 0.001 uncorrected). Among 24 autopsied behavioural Alzheimer’s disease/dysexecutive Alzheimer’s disease patients, only two had primary co-morbid FTD-spectrum pathology (progressive supranuclear palsy). In conclusion, behavioural Alzheimer’s disease presentations are characterized by a milder and more restricted behavioural profile than in behavioural variant frontotemporal dementia, co-occurrence of memory dysfunction and high APOE ε4 prevalence. Dysexecutive Alzheimer’s disease presented as a primarily cognitive phenotype with minimal behavioural abnormalities and intermediate APOE ε4 prevalence. Both behavioural Alzheimer’s disease and dysexecutive Alzheimer’s disease presentations are distinguished by temporoparietal-predominant atrophy. Based on the relative sparing of frontal grey matter, we propose to redefine these clinical syndromes as ‘the behavioural/dysexecutive variant of Alzheimer’s disease’ rather than frontal variant Alzheimer’s disease. Further work is needed to determine whether behavioural and dysexecutive-predominant presentations of Alzheimer’s disease represent distinct phenotypes or a single continuum. Relatively little is known about behavioural- and dysexecutive-predominant presentations of Alzheimer’s disease, collectively known as ‘frontal’ Alzheimer’s disease. Ossenkoppele et al. compare these two syndromes, revealing classical temporoparietal atrophy and relative sparing of frontal cortex in both, and propose that they are redefined as the ‘behavioural/dysexecutive variant of Alzheimer’s disease’.

Amyloid-β, a hallmark of Alzheimer’s disease, begins accumulating up to two decades before the onset of dementia, and can be detected in vivo applying amyloid-β positron emission tomography tracers such as carbon-11-labelled Pittsburgh compound-B. A variety of thresholds have been applied in the literature to define Pittsburgh compound-B positron emission tomography positivity, but the ability of these thresholds to detect early amyloid-β deposition is unknown, and validation studies comparing Pittsburgh compound-B thresholds to post-mortem amyloid burden are lacking. In this study we first derived thresholds for amyloid positron emission tomography positivity using Pittsburgh compound-B positron emission tomography in 154 cognitively normal older adults with four complementary approaches: (i) reference values from a young control group aged between 20 and 30 years; (ii) a Gaussian mixture model that assigned each subject a probability of being amyloid-β-positive or amyloid-β-negative based on Pittsburgh compound-B index uptake; (iii) a k-means cluster approach that clustered subjects into amyloid-β-positive or amyloid-β-negative based on Pittsburgh compound-B uptake in different brain regions (features); and (iv) an iterative voxel-based analysis that further explored the spatial pattern of early amyloid-β positron emission tomography signal. Next, we tested the sensitivity and specificity of the derived thresholds in 50 individuals who underwent Pittsburgh compound-B positron emission tomography during life and brain autopsy (mean time positron emission tomography to autopsy 3.1 ± 1.8 years). Amyloid at autopsy was classified using Consortium to Establish a Registry for Alzheimer's Disease (CERAD) criteria, unadjusted for age. The analytic approaches yielded low thresholds (standard uptake value ratiolow = 1.21, distribution volume ratiolow = 1.08) that represent the earliest detectable Pittsburgh compound-B signal, as well as high thresholds (standard uptake value ratiohigh = 1.40, distribution volume ratiohigh = 1.20) that are more conservative in defining Pittsburgh compound-B positron emission tomography positivity. In voxel-wise contrasts, elevated Pittsburgh compound-B retention was first noted in the medial frontal cortex, then the precuneus, lateral frontal and parietal lobes, and finally the lateral temporal lobe. When compared to post-mortem amyloid burden, low proposed thresholds were more sensitive than high thresholds (sensitivities: distribution volume ratiolow 81.0%, standard uptake value ratiolow 83.3%; distribution volume ratiohigh 61.9%, standard uptake value ratiohigh 62.5%) for CERAD moderate-to-frequent neuritic plaques, with similar specificity (distribution volume ratiolow 95.8%; standard uptake value ratiolow, distribution volume ratiohigh and standard uptake value ratiohigh 100.0%). A receiver operator characteristic analysis identified optimal distribution volume ratio (1.06) and standard uptake value ratio (1.20) thresholds that were nearly identical to the a priori distribution volume ratiolow and standard uptake value ratiolow. In summary, we found that frequently applied thresholds for Pittsburgh compound-B positivity (typically at or above distribution volume ratiohigh and standard uptake value ratiohigh) are overly stringent in defining amyloid positivity. Lower thresholds in this study resulted in higher sensitivity while not compromising specificity. Amyloid, a hallmark of Alzheimer’s disease, accumulates long before the onset of dementia, and can be detected in-vivo using PET imaging. Villeneuve et al. map the pattern of amyloid accumulation, and argue that the thresholds used to classify subjects as being amyloid-positive could be lowered without compromising specificity.

Life's events are scattered throughout time, yet we often recall different events in the context of an integrated narrative. Prior research suggests that the hippocampus, which supports memory for past events, can support the integration of overlapping associations or separate events in memory. However, the conditions that lead to hippocampus-dependent memory integration are unclear. We used functional brain imaging to test whether the opportunity to form a larger narrative (narrative coherence) drives hippocampal memory integration. During encoding of fictional stories, patterns of hippocampal activity, including activity at boundaries between events, were more similar between distant events that formed one coherent narrative, compared with overlapping events taken from unrelated narratives. One day later, the hippocampus preferentially supported detailed recall of coherent narrative events, through reinstatement of hippocampal activity patterns from encoding. These findings demonstrate a key function of the hippocampus: the integration of events into a narrative structure for memory.

Abstract According to most memory theories, encoding involves continuous communication between the hippocampus and neocortex leaving the temporal dynamics of hippocampal-neocortical interactions often overlooked. Recent work has shown that we perceive complex events in our lives as dynamic, with relatively distinct starting and stopping points known as event boundaries. Event boundaries may be important for memory, as they are associated with increased activity in the hippocampus, and extended neocortical regions (the posterior cingulate cortex, lateral parietal cortex, and parahippocampal cortex). Our objective was to determine how functional connectivity between the hippocampus and neocortical regions during the encoding of naturalistic events (movies) related to subsequent retrieval and retention of those events. Participants encoded two 16-minute cartoon movies during fMRI scanning. After encoding, participants freely recalled one of the movies immediately, and the other after a 2-day delay. We quantified hippocampal-neocortical functional connectivity (FC) at time windows around each event onset, middle, and offset, and compared these FC measures with subsequent recall. These analyses revealed that higher FC between the hippocampus and the posterior medial network (PMN) at an event’s offset related to whether that event was subsequently recalled. In contrast, mid-event connectivity between the hippocampus and PMN was associated with poorer memory. Furthermore, hippocampal-PMN offset connectivity predicted not only whether events were retained in memory, but also the degree to which these events could be recalled in detail after a 2-day delay. These data demonstrate that the relationship between memory encoding and hippocampal-neocortical interaction is more dynamic than suggested by most memory theories, and they converge with recent modeling work suggesting that event offset is an optimal time for encoding.

Abstract Life’s events are scattered throughout time, yet we often recall different events in the context of an integrated narrative. Prior research suggests that the hippocampus, which supports memory for past events, can sometimes support integration of overlapping associations or separate events, but the conditions which lead to hippocampus-dependent memory integration are unclear. We used functional brain imaging to test whether the ability to form a larger narrative (narrative coherence) drives hippocampal memory integration. During encoding of fictional stories, the hippocampus supported patterns of activity, including activity at boundaries between events, which were more similar between distant events that formed one coherent narrative, compared with events taken from unrelated narratives. Twenty-four hours later, the hippocampus preferentially supported detailed recall of coherent narrative events, through reinstatement of hippocampal activity patterns from encoding. These findings reveal a key function of the hippocampus: the dynamic integration of events into a narrative structure for memory.

Life's episodes unfold against a context that changes with time. Recent neuroimaging studies have revealed significant findings about how specific areas of the human brain may support the representation of temporal information in memory. A consistent theme in these studies is that the hippocampus appears to play a central role in representing temporal context, as operationalized in neuroimaging studies of arbitrary lists of items, sequences of items, or meaningful, lifelike events. Additionally, activity in a posterior medial cortical network may reflect the representation of generalized temporal information for meaningful events. The hippocampus, posterior medial network, and other regions--particularly in prefrontal cortex--appear to play complementary roles in memory for temporal context.