Network-sensitive neuroimaging methods have been used to characterize large-scale brain network degeneration in Alzheimer’s disease and its prodrome. However, few studies have investigated the combined effect of Alzheimer’s disease and cerebrovascular disease on brain network degeneration. Our study sought to examine the intrinsic functional connectivity and structural covariance network changes in 235 prodromal and clinical Alzheimer’s disease patients with and without cerebrovascular disease. We focused particularly on two higher-order cognitive networks—the default mode network and the executive control network. We found divergent functional connectivity and structural covariance patterns in Alzheimer’s disease patients with and without cerebrovascular disease. Alzheimer’s disease patients without cerebrovascular disease, but not Alzheimer’s disease patients with cerebrovascular disease, showed reductions in posterior default mode network functional connectivity. By comparison, while both groups exhibited parietal reductions in executive control network functional connectivity, only Alzheimer’s disease patients with cerebrovascular disease showed increases in frontal executive control network connectivity. Importantly, these distinct executive control network changes were recapitulated in prodromal Alzheimer’s disease patients with and without cerebrovascular disease. Across Alzheimer’s disease patients with and without cerebrovascular disease, higher default mode network functional connectivity z-scores correlated with greater hippocampal volumes while higher executive control network functional connectivity z-scores correlated with greater white matter changes. In parallel, only Alzheimer’s disease patients without cerebrovascular disease showed increased default mode network structural covariance, while only Alzheimer’s disease patients with cerebrovascular disease showed increased executive control network structural covariance compared to controls. Our findings demonstrate the differential neural network structural and functional changes in Alzheimer’s disease with and without cerebrovascular disease, suggesting that the underlying pathology of Alzheimer’s disease patients with cerebrovascular disease might differ from those without cerebrovascular disease and reflect a combination of more severe cerebrovascular disease and less severe Alzheimer’s disease network degeneration phenotype.

中文翻译：

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脑血管疾病对前驱性和临床阿尔茨海默氏病脑网络的影响

网络敏感的神经影像学方法已被用来表征阿尔茨海默氏病及其前兆的大规模脑网络变性。然而，很少有研究研究阿尔茨海默氏病和脑血管疾病对脑网络变性的联合作用。我们的研究旨在检查235名患有和不患有脑血管疾病的前驱和临床阿尔茨海默氏病患者的内在功能连接性和结构协方差网络变化。我们特别关注两个更高阶的认知网络-默认模式网络和执行控制网络。我们在患有和不患有脑血管疾病的阿尔茨海默氏病患者中发现了不同的功能连通性和结构协方差模式。没有脑血管疾病的阿尔茨海默氏病患者，但患有脑血管疾病的阿尔茨海默氏病患者并未表现出后默认模式网络功能连接性降低。相比之下，尽管两组患者的执行控制网络功能连通性均出现局部降低，但只有阿尔茨海默氏病和脑血管疾病患者的额叶执行控制网络连通性有所提高。重要的是，在有或没有脑血管疾病的前驱性阿尔茨海默氏病患者中概括了这些独特的执行控制网络变化。在患有和不患有脑血管疾病的阿尔茨海默氏病患者中，较高的默认模式网络功能连通性z分数与海马体积更大相关，而较高的执行控制网络功能连通性z分数与更大的白质变化相关。同时，与对照相比，仅无脑血管疾病的阿尔茨海默氏病患者显示默认模式网络结构协方差增加，而仅患有脑血管疾病的阿尔茨海默氏病患者显示执行控制网络结构协方差增加。我们的发现证明了有和没有脑血管疾病的阿尔茨海默氏病的差异性神经网络结构和功能变化，这表明患有脑血管疾病的阿尔茨海默氏病患者的潜在病理可能与无脑血管疾病的患者不同，并且反映了更严重的脑血管疾病和较少的合并疾病严重的阿尔茨海默氏病网络变性表型。与对照组相比，仅无脑血管疾病的阿尔茨海默氏病患者显示默认模式网络结构协方差增加，而仅患有脑血管疾病的阿尔茨海默氏病患者显示执行控制网络结构协方差增加。我们的发现证明了有和没有脑血管疾病的阿尔茨海默氏病的差异性神经网络结构和功能变化，这表明患有脑血管疾病的阿尔茨海默氏病患者的潜在病理可能与无脑血管疾病的患者不同，并且反映了更严重的脑血管疾病和较少的合并疾病严重的阿尔茨海默氏病网络变性表型。与对照组相比，仅无脑血管疾病的阿尔茨海默氏病患者显示默认模式网络结构协方差增加，而仅患有脑血管疾病的阿尔茨海默氏病患者显示执行控制网络结构协方差增加。我们的发现证明了有和没有脑血管疾病的阿尔茨海默氏病的差异性神经网络结构和功能变化，这表明患有脑血管疾病的阿尔茨海默氏病患者的潜在病理可能与无脑血管疾病的患者不同，并且反映了更严重的脑血管疾病和较少的合并疾病严重的阿尔茨海默氏病网络变性表型。而只有阿尔茨海默氏病和脑血管疾病的患者与对照组相比，执行控制网络的结构协方差增加。我们的发现证明了有和没有脑血管疾病的阿尔茨海默氏病的差异性神经网络结构和功能变化，这表明患有脑血管疾病的阿尔茨海默氏病患者的潜在病理可能与无脑血管疾病的患者不同，并且反映了更严重的脑血管疾病和较少的合并疾病严重的阿尔茨海默氏病网络变性表型。而只有阿尔茨海默氏病和脑血管疾病的患者与对照组相比，执行控制网络的结构协方差增加。我们的发现证明了有和没有脑血管疾病的阿尔茨海默氏病的差异性神经网络结构和功能变化，这表明患有脑血管疾病的阿尔茨海默氏病患者的潜在病理可能与无脑血管疾病的患者不同，并且反映了更严重的脑血管疾病和较少的合并疾病严重的阿尔茨海默氏病网络变性表型。