Dynamiques de réponse cérébrovasculaire à l'hypercapnie chez les personnes âgées en bonne santé

La dysfonction cérébrovasculaire est un contributeur précoce et sous-reconnu du déclin cognitif. Les mesures standard telles que la réactivité cérébrovasculaire (RCV) pendant l'hypercapnie ne capturent que l'amplitude des réponses de flux, offrant une perspective limitée sur le timing de l'adaptation vasculaire. Les caractéristiques temporelles, telles que le délai (latence d'apparition) et la constante de temps (taux d'ajustement), ainsi que le gain (amplitude de réponse) peuvent servir d'indicateurs plus sensibles de la santé vasculaire, mais ne peuvent pas être obtenues directement à partir d'images conventionnelles. Ici, nous avons étudié le débit sanguin cérébral (DSC), le volume sanguin cérébral (VSC) et la dynamique du signal dépendant du niveau d'oxygénation sanguine (BOLD) lors d'un défi hypercapnique chez les personnes âgées en bonne santé. En utilisant un modèle computationnel validé physiologiquement, nous avons estimé le délai, la constante de temps et le gain en optimisant la cartographie des gaz en fin d'expiration à leurs homologues artériels dans un cadre de région d'intérêt. Une fois paramétré en utilisant le DSC, le modèle a prédit avec succès les réponses du VSC et du BOLD lors de sessions expérimentales indépendantes. À travers les sujets, le vieillissement était associé à des changements hétérogènes répandus et spécifiques à la région dans le délai et à des réductions substantielles du gain et de la constante de temps, indiquant que les réponses cérébrovasculaires deviennent plus faibles et moins adaptables avec l'âge. Ces résultats montrent que les simulations calibrées ont la capacité de suivre le vieillissement vasculaire, permettant l'extraction de paramètres qui peuvent représenter de nouveaux biomarqueurs de dysfonction cérébrovasculaire. Contrairement à la RCV conventionnelle, les paramètres hémodynamiques temporels capturent la dynamique de l'adaptation vasculaire, fournissant une dimension complémentaire pour la détection précoce et le suivi thérapeutique dans le vieillissement et la maladie.