Near-infrared light propagation in various models of the adult head is analyzed by both time-of-flight measurements and mathematical prediction. The models consist of three- or four-layered slabs, the latter incorporating a clear cerebrospinal fluid (CSF) layer. The most sophisticated model also incorporates slots that imitate sulci on the brain surface. For each model, the experimentally measured mean optical path length as a function of source-detector spacing agrees well with predictions from either a Monte Carlo model or a finite-element method based on diffusion theory or a hybrid radiosity-diffusion theory. Light propagation in the adult head is shown to be highly affected by the presence of the clear CSF layer, and both the optical path length and the spatial sensitivity profile of the models with a CSF layer are quite different from those without the CSF layer. However, the geometry of the sulci and the boundary between the gray and the white matter have little effect on the detected light distribution.

To describe the frequency of mild cognitive impairment (MCI) in Parkinson disease (PD) in a cohort of newly diagnosed incident PD cases and the associations with a panel of biomarkers.Between June 2009 and December 2011, 219 subjects with PD and 99 age-matched controls participated in clinical and neuropsychological assessments as part of a longitudinal observational study. Consenting individuals underwent structural MRI, lumbar puncture, and genotyping for common variants of COMT, MAPT, SNCA, BuChE, EGF, and APOE. PD-MCI was defined with reference to the new Movement Disorder Society criteria.The frequency of PD-MCI was 42.5% using level 2 criteria at 1.5 SDs below normative values. Memory impairment was the most common domain affected, with 15.1% impaired at 1.5 SDs. Depression scores were significantly higher in those with PD-MCI than the cognitively normal PD group. A significant correlation was found between visual Pattern Recognition Memory and cerebrospinal β-amyloid 1-42 levels (β standardized coefficient = 0.350; p = 0.008) after controlling for age and education in a linear regression model, with lower β-amyloid 1-42 and 1-40 levels observed in those with PD-MCI. Voxel-based morphometry did not reveal any areas of significant gray matter loss in participants with PD-MCI compared with controls, and no specific genotype was associated with PD-MCI at the 1.5-SD threshold.In a large cohort of newly diagnosed PD participants, PD-MCI is common and significantly correlates with lower cerebrospinal β-amyloid 1-42 and 1-40 levels. Future longitudinal studies should enable us to determine those measures predictive of cognitive decline.

Mild cognitive impairment in Parkinson's disease is associated with progression to dementia (Parkinson's disease dementia) in a majority of patients. Determining structural imaging biomarkers associated with prodromal Parkinson's disease dementia may allow for the earlier identification of those at risk, and allow for targeted disease modifying therapies. One hundred and five non-demented subjects with newly diagnosed idiopathic Parkinson's disease and 37 healthy matched controls had serial 3 T structural magnetic resonance imaging scans with clinical and neuropsychological assessments at baseline, which were repeated after 18 months. The Movement Disorder Society Task Force criteria were used to classify the Parkinson's disease subjects into Parkinson's disease with mild cognitive impairment (n = 39) and Parkinson's disease with no cognitive impairment (n = 66). Freesurfer image processing software was used to measure cortical thickness and subcortical volumes at baseline and follow-up. We compared regional percentage change of cortical thinning and subcortical atrophy over 18 months. At baseline, cases with Parkinson's disease with mild cognitive impairment demonstrated widespread cortical thinning relative to controls and atrophy of the nucleus accumbens compared to both controls and subjects with Parkinson's disease with no cognitive impairment. Regional cortical thickness at baseline was correlated with global cognition in the combined Parkinson's disease cohort. Over 18 months, patients with Parkinson's disease with mild cognitive impairment demonstrated more severe cortical thinning in frontal and temporo-parietal cortices, including hippocampal atrophy, relative to those with Parkinson's disease and no cognitive impairment and healthy controls, whereas subjects with Parkinson's disease and no cognitive impairment showed more severe frontal cortical thinning compared to healthy controls. At baseline, Parkinson's disease with no cognitive impairment converters showed bilateral temporal cortex thinning relative to the Parkinson's disease with no cognitive impairment stable subjects. Although loss of both cortical and subcortical volume occurs in non-demented Parkinson's disease, our longitudinal analyses revealed that Parkinson's disease with mild cognitive impairment shows more extensive atrophy and greater percentage of cortical thinning compared to Parkinson's disease with no cognitive impairment. In particular, an extension of cortical thinning in the temporo-parietal regions in addition to frontal atrophy could be a biomarker in therapeutic studies of mild cognitive impairment in Parkinson's disease for progression towards dementia.

Brain imaging with glucose (¹⁸F-FDG) PET or blood flow (hexamethylpropyleneamine oxime) SPECT is widely used for the differential diagnosis of dementia, though direct comparisons to clearly establish superiority of one method have not been undertaken. Methods: Subjects with Alzheimer disease (AD; n = 38) and dementia with Lewy bodies (DLB; n = 30) and controls (n = 30) underwent ¹⁸F-FDG PET and SPECT in balanced order. The main outcome measure was area under the curve (AUC) of receiver-operating-characteristic analysis of visual scan rating. Results: Consensus diagnosis with ¹⁸F-FDG PET was superior to SPECT for both dementia vs. no-dementia (AUC = 0.93 vs. 0.72, P = 0.001) and AD vs. DLB (AUC = 0.80 vs. 0.58, P = 0.005) comparisons. The sensitivity and specificity for dementia/no-dementia was 85% and 90%, respectively, for ¹⁸F-FDG PET and 71% and 70%, respectively, for SPECT. Conclusion:¹⁸F-FDG PET was significantly superior to blood flow SPECT. We recommend ¹⁸F-FDG PET be performed instead of perfusion SPECT for the differential diagnosis of degenerative dementia if functional imaging is indicated.

Abstract REM sleep behaviour disorder (RBD) is a parasomnia characterised by dream-enacting behaviour with loss of muscle atonia during REM sleep and is a prodromal feature of α-synucleinopathies like Parkinson’s disease, dementia with Lewy bodies, and multiple system atrophy. Although cortical-to-subcortical connectivity is well-studied in RBD, cerebellar and subcortical nuclei reciprocal connectivity is less established. Nonetheless, it could be relevant since RBD pathology involves brainstem structures with an ascending gradient. In this study, we utilised resting-state functional MRI to investigate 13 people with isolated RBD (iRBD), 17 with Parkinson’s disease and 16 healthy controls. We investigated the connectivity between the basal ganglia, thalamus and regions of the cerebellum. The cerebellum was segmented using a functional atlas, defined by a resting-state network-based parcellation, rather than an anatomical one. Controlling for age, we found a significant group difference (F 4,82 = 5.47, p FDR = 0.017) in cerebellar-thalamic connectivity, with iRBD significantly lower compared to both control and Parkinson’s disease. Specifically, cerebellar areas involved in this connectivity reduction were related to the default mode, language and fronto-parietal resting-state networks. Our findings show functional connectivity abnormalities in subcortical structures that are specific to iRBD and may be relevant from a pathophysiological standpoint. Further studies are needed to investigate how connectivity changes progress over time and whether specific changes predict disease course or phenoconversion.

Retrospective studies indicate that dementia with Lewy bodies (DLB) may be preceded by a mild cognitive impairment (MCI) prodrome. Research criteria for the prospective identification of MCI with Lewy bodies (MCI-LB) have been developed. We aimed to assess the prognosis of a prospectively identified MCI-LB cohort at 2 key milestones, 3- and 5 years after diagnosis, to examine classification stability over time and rates of adverse outcomes (dementia or death).

We studied the dynamic functional connectivity profile of dementia with Lewy bodies (DLB) and Alzheimer's disease (AD) and the relationship between dynamic connectivity and the temporally transient symptoms of cognitive fluctuations and visual hallucinations in DLB. Resting state fMRI data from 31 DLB, 29 AD, and 31 healthy control participants were analysed using dual regression to determine between-network functional connectivity. We used a sliding window approach followed by k-means clustering and dynamic network analyses to study dynamic functional connectivity changes associated with AD and DLB. Network measures that showed significant group differences were tested for correlations with clinical symptom severity. AD and DLB patients spent more time than controls in sparse connectivity configurations with absence of strong positive and negative connections and a relative isolation of motor networks from other networks. Additionally, DLB patients spent less time in a more strongly connected state and the variability of global brain network efficiency was reduced in DLB compared to controls. However, there were no significant correlations between dynamic connectivity measures and clinical scores. The loss of global efficiency variability in DLB might indicate the presence of an abnormally rigid brain network and the lack of economical dynamics, factors which could contribute to an inability to respond appropriately to situational demands. However, the absence of significant clinical correlations indicates that the severity of transient cognitive symptoms such as cognitive fluctuations and visual hallucinations might not be directly related to these dynamic connectivity changes observed during a short resting state scan.

Dementia is caused by neurodegenerative conditions and characterized by cognitive decline. Diagnostic accuracy for dementia subtypes, such as Alzheimer's Disease (AD), Dementia with Lewy Bodies (DLB) and Parkinson's Disease with dementia (PDD), remains challenging.

The aim of this study was to determine whether there was a significant change in cardiac [123I]-metaiodobenzylguanidine uptake between baseline and follow-up in individuals with mild cognitive impairment with Lewy bodies (MCI-LB) who had normal baseline scans. Eight participants with a diagnosis of probable MCI-LB and a normal baseline scan consented to a follow-up scan between 2 and 4 years after baseline. All eight repeat scans remained normal; however, in three cases uptake decreased by more than 10%. The mean change in uptake between baseline and repeat was −5.2% (range: −23.8% to +7.0%). The interpolated mean annual change in uptake was −1.6%.

Dementia with Lewy bodies (DLB) and Alzheimer's disease (AD) require differential management despite presenting with symptomatic overlap. A human electrophysiological difference is a decrease of dominant frequency (DF) −the highest power frequency between 4-15Hz− in DLB; a characteristic of Parkinsonian diseases. We analysed electroencephalographic (EEG) recordings from old adults: healthy controls (HCs), AD, DLB and Parkinson's disease dementia (PDD) patients. Brain networks were assessed with the minimum spanning tree (MST) within six EEG bands: delta, theta, high-theta, alpha, beta and DF. Patients showed lower alpha band connectivity and lower DF than HCs. Lewy body dementias showed a randomised MST compared with HCs and AD in high-theta and alpha but not within the DF. The MST randomisation in DLB and PDD reflects decreased brain efficiency as well as impaired neural synchronisation. However, the lack of network topology differences at the DF indicates a compensatory response of the brain to the neuropathology.