Background:Cortical complexity plays a central role in the diagnosis and prognosis of age-related diseases. However, little is known about the regional cortical complexity in the context of brain atrophy. Objective:We aimed to systematically examine the age-related changes of the cortical complexity of left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) and its subregions. Methods:Two hundred and fourteen cognitively normal adults drawn from the Open Access Series of Imaging Studies (OASIS) were divided into four age groups: young, middle-aged, young-old, and old-old. Based on structural magnetic resonance imaging (sMRI) scans, the multiscale measures of cortical complexity included cortical thickness (mm), surface area (mm2), grey matter volume (mm3), density, gyrification index (GI), and fractal dimension (FD). Results:Advancing age was associated with reduced grey matter volume, pial surface area, density, and FD of left DLPFC, but correlated with increased cortical thickness and GI. Volumetric measures, cerebrospinal fluid volume in particular, showed better performance to discriminate young-old adults from old-old adults, while FD was more sensitive than the volumetric measures to discriminate young adults and middle-aged adults. Conclusion:This is the first demonstration that chronological age has a pronounced and differential effect on the cortical complexity of left DLPFC. Our findings suggest that surface-based measures of cortical region, thickness, and gyrification in particular, could be considered as valuable imaging markers for the studies of aging brain and neurodegenerative diseases.

中文翻译：

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用多尺度测量量化与年龄相关的左前外侧前额叶皮层的皮质复杂性。

背景：皮质复杂性在老年性疾病的诊断和预后中起着核心作用。然而，关于脑萎缩的区域皮层复杂性知之甚少。目的：我们旨在系统研究年龄相关的左背外侧前额叶皮层（DLPFC）及其子区域的皮质复杂性变化。方法：从影像研究的开放获取系列（OASIS）中抽取的214名认知正常的成年人分为四个年龄段：年轻人，中年，年轻人和老年人。基于结构磁共振成像（sMRI）扫描，皮质复杂度的多尺度测量包括皮质厚度（mm），表面积（mm2），灰质体积（mm3），密度，回旋指数（GI）和分形维数（FD） ）。结果：年龄的增长与左眼DLPFC的灰质体积，眼睑表面积，密度和FD降低有关，但与皮质厚度和GI升高有关。体积测量，尤其是脑脊液体积，在区分年轻人和老年人方面表现出更好的性能，而FD比区分年轻人和中年成年人的灵敏度更高。结论：这是第一个证明时间顺序对左DLPFC皮质复杂性有明显和不同影响的证据。我们的发现表明，基于皮层区域，厚度和回旋的基于表面的测量尤其可以被视为研究衰老的大脑和神经退行性疾病的有价值的成像标记。和左DLPFC的FD，但与皮质厚度和GI增高相关。体积测量，尤其是脑脊液体积，在区分年轻人和老年人方面表现出更好的性能，而FD比区分年轻人和中年成年人的灵敏度更高。结论：这是第一个证明时间顺序对左DLPFC皮质复杂性有明显和不同影响的证据。我们的发现表明，基于皮层区域，厚度和回旋的基于表面的测量尤其可以被视为研究衰老的大脑和神经退行性疾病的有价值的成像标记。和左DLPFC的FD，但与皮质厚度和GI增高相关。体积测量，尤其是脑脊液体积，在区分年轻人和老年人方面表现出更好的性能，而FD比区分年轻人和中年成年人的灵敏度更高。结论：这是第一个证明时间顺序对左DLPFC皮质复杂性有明显和不同影响的证据。我们的发现表明，基于皮层区域，厚度和回旋的基于表面的测量尤其可以被视为研究衰老的大脑和神经退行性疾病的有价值的成像标记。显示出更好的区分年轻人和老年人的性能，而FD比区分年轻人和中年成年人的体积测量更为敏感。结论：这是第一个证明时间顺序对左DLPFC皮质复杂性有明显和不同影响的证据。我们的发现表明，基于皮层区域，厚度和回旋的基于表面的测量尤其可以被视为研究衰老的大脑和神经退行性疾病的有价值的成像标记。显示出更好的区分年轻人和老年人的性能，而FD比区分年轻人和中年成年人的体积测量更为敏感。结论：这是第一个证明时间顺序对左DLPFC皮质复杂性有明显和不同影响的证据。我们的发现表明，基于皮层区域，厚度和回旋的基于表面的测量尤其可以被视为研究衰老的大脑和神经退行性疾病的有价值的成像标记。这是第一个证明时间顺序对左DLPFC皮质复杂性有明显和不同影响的证据。我们的发现表明，基于皮层区域，厚度和回旋的基于表面的测量尤其可以被视为研究衰老的大脑和神经退行性疾病的有价值的成像标记。这是第一个证明时间顺序对左DLPFC皮质复杂性有明显和不同影响的证据。我们的发现表明，基于皮层区域，厚度和回旋的基于表面的测量尤其可以被视为研究衰老的大脑和神经退行性疾病的有价值的成像标记。