CM
Catherine Murray
Author with expertise in Diffusion Magnetic Resonance Imaging
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
4
(75% Open Access)
Cited by:
1,299
h-index:
35
/
i10-index:
55
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

A General Factor of Brain White Matter Integrity Predicts Information Processing Speed in Healthy Older People

Lars Penke et al.Jun 2, 2010
Human white matter integrity has been related to information processing speed, but it is unknown whether impaired integrity results from localized processes or is a general property shared across white matter tracts. Based on diffusion MRI scans of 132 healthy individuals with a narrow age range around 72 years, the integrity of eight major white matter tracts was quantified using probabilistic neighborhood tractography. Principal component analyses (PCAs) were conducted on the correlations between the eight tracts, separately for four tract-averaged integrity parameters: fractional anisotropy, mean diffusivity, and radial and axial diffusivity. For all four parameters, the PCAs revealed a single general factor explaining ∼45% of the individual differences across all eight tracts. Individuals' scores on a general factor that captures the common variance in white matter integrity had significant associations with a general factor of information processing speed for fractional anisotropy ( r = −0.24, p = 0.007) and radial diffusivity ( r = 0.21, p = 0.016), but not with general intelligence or memory factors. Individual tracts showed no associations beyond what the common integrity factor explained. Just as different types of cognitive ability tests share much of their variance, these novel findings show that a substantial amount of variance in white matter integrity is shared between different tracts. Therefore, impaired cortical connection is substantially a global process affecting various major tracts simultaneously. Further studies should investigate whether these findings relate more to the role of tract integrity and information processing speed in nonpathological cognitive aging or in lifelong-stable processes.
0

White matter hyperintensities and normal-appearing white matter integrity in the aging brain

Susana Maniega et al.Oct 13, 2014
White matter hyperintensities (WMH) of presumed vascular origin are a common finding in brain magnetic resonance imaging of older individuals and contribute to cognitive and functional decline. It is unknown how WMH form, although white matter degeneration is characterized pathologically by demyelination, axonal loss, and rarefaction, often attributed to ischemia. Changes within normal-appearing white matter (NAWM) in subjects with WMH have also been reported but have not yet been fully characterized. Here, we describe the in vivo imaging signatures of both NAWM and WMH in a large group of community-dwelling older people of similar age using biomarkers derived from magnetic resonance imaging that collectively reflect white matter integrity, myelination, and brain water content. Fractional anisotropy (FA) and magnetization transfer ratio (MTR) were significantly lower, whereas mean diffusivity (MD) and longitudinal relaxation time (T1) were significantly higher, in WMH than NAWM (p < 0.0001), with MD providing the largest difference between NAWM and WMH. Receiver operating characteristic analysis on each biomarker showed that MD differentiated best between NAWM and WMH, identifying 94.6% of the lesions using a threshold of 0.747 × 10(-9) m(2)s(-1) (area under curve, 0.982; 95% CI, 0.975-0.989). Furthermore, the level of deterioration of NAWM was strongly associated with the severity of WMH, with MD and T1 increasing and FA and MTR decreasing in NAWM with increasing WMH score, a relationship that was sustained regardless of distance from the WMH. These multimodal imaging data indicate that WMH have reduced structural integrity compared with surrounding NAWM, and MD provides the best discriminator between the 2 tissue classes even within the mild range of WMH severity, whereas FA, MTR, and T1 only start reflecting significant changes in tissue microstructure as WMH become more severe.