Abstract Aging is associated by cognitive changes, with strong variations across individuals. One way to characterize this individual variability is to use techniques such as magnetoencephalography (MEG) to measure the dynamics of neural synchronization between brain regions, and the variability of this connectivity over time. Indeed, few studies have focused on fluctuations in the dynamics of brain networks over time and their evolution with age. We therefore characterize aging effects on MEG phase synchrony in healthy young and older adults from the Cam-CAN database. Age-related changes were observed, with an increase in the variability of brain synchronization, as well as a reversal of the direction of information transfer in the default mode network (DMN), in the delta frequency band. These changes in functional connectivity were associated with cognitive decline. Results suggest that advancing age is accompanied by a functional disorganization of dynamic networks, with a loss of communication stability and a decrease in the information transmitted. This could be partly due to the loss of integrity of the network structure.

Abstract Brain structure and function are intimately linked, however this association remains poorly understood of the complexity of this relationship has remained understudied. Healthy aging is characterized by heterogenous levels of structural integrity changes that influence functional network dynamics. Here, we used the multilayer brain network analysis on structural (diffusion tensor imaging) and functional (magnetoencephalography) data from the Cam-CAN database. We found that the level of similarity of connectivity patterns between brain structure and function in the parietal and temporal regions (alpha frequency band) was associated with cognitive performance in healthy older individuals. These results highlight the impact of structural connectivity changes on the reorganisation of functional connectivity associated with the preservation of cognitive function, and provide a mechanistic understanding of the concepts of brain maintenance and compensation with aging. Investigation of the link between structure and function could thus represent a new marker of individual variability, and of pathological changes.