Extracellular α-synuclein has been proposed as a crucial mechanism for induction of pathological aggregate formation in previously healthy cells. In vitro, extracellular α-synuclein is partially associated with exosomal vesicles. Recently, we have provided evidence that exosomal α-synuclein is present in the central nervous system in vivo. We hypothesized that exosomal α-synuclein species from patients with α-synuclein related neurodegeneration serve as carriers for interneuronal disease transmission. We isolated exosomes from cerebrospinal fluid from patients with Parkinson's disease, dementia with Lewy bodies, progressive supranuclear palsy as a non-α-synuclein related disorder that clinically overlaps with Parkinson's disease, and neurological controls. Cerebrospinal fluid exosome numbers, α-synuclein protein content of cerebrospinal fluid exosomes and their potential to induce oligomerization of α-synuclein were analysed. The quantification of cerebrospinal fluid exosomal α-synuclein showed distinct differences between patients with Parkinson's disease and dementia with Lewy bodies. In addition, exosomal α-synuclein levels correlated with the severity of cognitive impairment in cross-sectional samples from patients with dementia with Lewy bodies. Importantly, cerebrospinal fluid exosomes derived from Parkinson's disease and dementia with Lewy bodies induce oligomerization of α-synuclein in a reporter cell line in a dose-dependent manner. Our data suggest that cerebrospinal fluid exosomes from patients with Parkinson's disease and dementia with Lewy bodies contain a pathogenic species of α-synuclein, which could initiate oligomerization of soluble α-synuclein in target cells and confer disease pathology. Stuendl et al. show that CSF exosomes of patients with Parkinson's disease or dementia with Lewy bodies contain α-synuclein and induce α-synuclein aggregation in a reporter cell line. Thus, exosomes may support inter-neuronal transmission of α-synuclein pathology. CSF exosomal α-synuclein may serve as a biomarker in α-synuclein-related neurodegeneration.

Cognitive deterioration is a core symptom of many neuropsychiatric disorders and target of increasing significance for novel treatment strategies. Hence, its reliable capture in long-term follow-up studies is prerequisite for recording the natural course of diseases and for estimating potential benefits of therapeutic interventions. Since repeated neuropsychological testing is required for respective longitudinal study designs, occurrence, time pattern and magnitude of practice effects on cognition have to be understood first under healthy good-performance conditions to enable design optimization and result interpretation in disease trials. Healthy adults (N = 36; 47.3 ± 12.0 years; mean IQ 127.0 ± 14.1; 58% males) completed 7 testing sessions, distributed asymmetrically from high to low frequency, over 1 year (baseline, weeks 2-3, 6, 9, months 3, 6, 12). The neuropsychological test battery covered 6 major cognitive domains by several well-established tests each. Most tests exhibited a similar pattern upon repetition: (1) Clinically relevant practice effects during high-frequency testing until month 3 (Cohen's d 0.36-1.19), most pronounced early on, and (2) a performance plateau thereafter upon low-frequency testing. Few tests were non-susceptible to practice or limited by ceiling effects. Influence of confounding variables (age, IQ, personality) was minor. Practice effects are prominent particularly in the early phase of high-frequency repetitive cognitive testing of healthy well-performing subjects. An optimal combination and timing of tests, as extractable from this study, will aid in controlling their impact. Moreover, normative data for serial testing may now be collected to assess normal learning curves as important comparative readout of pathological cognitive processes.

Abstract Neuroimaging markers based on Magnetic Resonance Imaging (MRI) combined with various other measures (such as informative covariates, vascular risks, brain activity, neuropsychological test etc.,) might provide useful predictions of clinical outcomes during progression towards Alzheimer’s disease (AD). The Bayesian approach aims to provide a trade-off by employing relevant features combinations to build decision support systems in clinical settings where uncertainties are relevant. We tested the approach in the MRI data across 959 subjects, aged 59-89 years and 453 subjects with available neuropsychological test scores and CSF biomarker status (amyloid-beta ( Aβ )42/40 & and phosphorylated tau (pTau)) from a large sample multi-centric observational cohort (DELCODE). In order to explore the beneficial combinations of information from different sources, we presented a MRI-based predictive modelling of memory performance and CSF biomarker status (positive or negative) in the healthy ageing group as well as subjects at risk of Alzheimer’s disease using a Gaussian process multikernel framework. Furthermore, we systematically evaluated predictive combinations of input feature sets and their model variations, i.e. (A) combinations of brain tissue classes and feature type (modulated vs. unmodulated), choices of filter size of smoothing (ranging from 0 to 15 mm full width at half maximum), and image resolution (1mm, 2mm, 4mm and 8mm); (B) incorporating demography and covariates (C) the impact of the size of the training data set (i.e., number of subjects); (D) the influence of reducing the dimensions of data and (E) choice of kernel types. Finally, the approach was tested to reveal individual cognitive scores at follow-up (up to 4 years) using the baseline features. The highest accuracy for memory performance prediction was obtained for a combination of neuroimaging markers, demographics, genetic information (ApoE4) and CSF-biomarkers explaining 57% of outcome variance in out of sample predictions. The best accuracy for Aβ 42 / 40 status classification was achieved for combination demographics, ApoE4 and memory score while usage of structural MRI improved the classification of individual patient’s pTau status.

ABSTRACT Here, we investigated whether fractional anisotropy (FA) of hippocampus-relevant white-matter tracts mediates the association between baseline Mediterranean diet adherence (MeDiAd) and verbal episodic memory over four years. Participants were healthy older adults with and without subjective cognitive decline and patients with amnestic mild cognitive impairment from the DELCODE cohort study ( n = 376; age: 71.47 ± 6.09 years; 48.7% female). MeDiAd and diffusion data were obtained at baseline. Verbal episodic memory was assessed at baseline and four yearly follow-ups. The associations between baseline MeDiAd and white matter, and verbal episodic memory’s mean and rate of change over four years were tested with latent growth curve modeling. Baseline MeDiAd was associated with verbal episodic memory four years later (95% confidence interval, CI [0.01, 0.32]) but not with its rate of change over this period. Baseline Fornix FA mediated – and, thus, explained – that association (95% CI [0.002, 0.09]). Fornix FA may be an appropriate response biomarker of Mediterranean diet interventions on verbal memory in older adults.

Blood-based biomarkers are a cost-effective and minimally invasive method for diagnosing the early and preclinical stages of amyloid positivity (AP). Our study aims to investigate our novel immunoprecipitation-immunoassay (IP-IA) as a test for predicting cognitive decline.

1 A bstract Regular musical activity as a highly-stimulating lifestyle activity is proposed to be protective against age-related cognitive decline and Alzheimer’s disease (AD). This study investigated associations between lifelong regular musical instrument playing, late-life cognitive abilities and brain morphology in older adults. We show that musical activity over the life course is associated with better global cognition, working memory, executive functions, language, and visuospatial abilities accounting for reserve proxies. Playing music is not significantly associated with gray matter volume in regions most affected by aging and AD. Selectively in the musically active participants, multi-domain cognitive abilities were enhanced with preserved gray matter volume in frontal and temporal regions. Our correlational findings suggest that playing a musical instrument may improve the recruitment of existing brain resources to facilitate late-life cognitive capacities. We propose that engaging in regular musical activity could serve as a low-threshold multimodal enrichment strategy that may promote cognitive resilience in advanced age.

Research on the impairment of episodic memory in Alzheimer9s disease often focuses on the processes of memory rather than the content of the specific images being remembered. We recently showed that patients with mild cognitive impairment (MCI), Stage 3 of Alzheimer9s disease, can memorize certain images quite well, suggesting that episodic memory is not uniformly impaired. Certain images, on the other hand, could not be memorized by MCI patients and were instead diagnostic for distinguishing MCI from healthy older adults. In this study, we investigate whether poor memory for diagnostic images is related to impaired neural processing in specific brain regions due to Alzheimer9s biomarker pathology. 64 healthy controls and 48 MCI participants in the DELCODE dataset performed a visual scene memory task during fMRI, with CSF Alzheimer9s disease biomarker data collected (i.e., amyloid and tau biomarkers). We found that diagnostic images have larger behavior-biomarker correlations for total tau, phospho-tau, Aβ42/Aβ40, Aβ42/phospho-tau compared to non-diagnostic images, suggesting that memory for these specific images are more affected by Alzheimer9s disease pathology. The fMRI data revealed an interaction effect between group membership (healthy control / MCI) and image diagnosticity (diagnostic / non-diagnostic scene images), with MCI participants having higher activation in scene processing regions (parahippocampal place area, retrosplenial cortex and occipital place area) for diagnostic images than non-diagnostic images. In contrast, healthy controls showed no differences in processing between diagnostic and non-diagnostic images. These results suggest that MCI individuals may engage in inefficiently heightened encoding activation for these diagnostic images. Our results show that special "diagnostic" images exist that can reveal amyloid and tau pathology and differences in neural activity in scene regions.

INTRODUCTION: Impaired long-term memory is a defining feature of Mild Cognitive Impairment (MCI). We tested whether this impairment is item-specific, limited to some memoranda whereas some remain consistently memorable. METHODS: We conducted item-based analyses of long-term visual recognition memory. 394 participants (healthy controls (HC), Subjective Cognitive Decline (SCD), and MCI) in the multicentric DZNE-Longitudinal Cognitive Impairment and Dementia Study (DELCODE) were tested with images from a pool of 835 photographs. RESULTS: We observed consistent memorability for images in HCs, SCDs, and MCI, predictable by a neural network trained on another healthy sample. Looking at memorability differences between groups, we identified images that could successfully categorize group membership with higher success and a substantial image reduction than the original image set. DISCUSSION: Individuals with SCD and MCI show consistent memorability for specific items, while other items show significant diagnosticity. Certain stimulus features could optimize diagnostic assessment, while others could support memory.