Interrelation of cognitive functions and neural networks with blood flow velocity through the internal jugular vein in patients with chronic cerebral ischemia

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Understanding age-related and functional changes in cerebral venous circulation is critical for the development of new preventive, diagnostic and therapeutic approaches to maintaining brain health in the elderly. Chronic cerebral ischemia is one of the widespread socially significant vascular diseases caused by a decrease in the level of blood circulation. To assess the role of venous outflow through the internal jugular veins in cognitive decline and neural networks in patients with chronic cerebral ischemia, 30 men and 40 women (average age 66.5 years), cognitive functions and organization of neural networks were studied at high and low levels of cerebral venous blood flow through the internal jugular veins. To assess the venous outflow, the systolic blood flow rate was measured by the internal jugular veins. A higher rate of venous outflow through internal jugular veins is associated with a more successful performance of the Luria test for verbal memory. A higher or lower blood flow rate affects the formation of neural networks of the brain. At a higher blood flow rate, the predominant areas of the resting neural networks (the passive mode network of the brain and the salient network) are localized in the frontal regions, at a low blood flow rate, the predominant neural network (frontal-parietal) is located in the left hemisphere. The state of faster and slower venous outflow forms neural networks using different neural formations that affect verbal memory. Reorganization of neural networks in this case, apparently, is the central mechanism responsible for cognitive decline in chronic cerebral ischemia (2 figs, 1 table, bibliography: 10 refs)

About the authors

Vitaly F. Fokin

Research Center of Neurology

Email: fvf@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2915-9384
SPIN-code: 1208-3796

D.Sc. (Biology), Professor

Russian Federation, Moscow

Roman B. Medvedev

Research Center of Neurology

Email: medvedev-roman@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3887-0418
Scopus Author ID: 54994882700
ResearcherId: B-5185-2012

Ph.D. (Medicine)

Moscow

Natalia V. Ponomareva

Research Center of Neurology

Email: ponomare@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9771-0775
SPIN-code: 1307-3591

D.Sc. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Rodion N. Konovalov

Research Center of Neurology

Email: krn_74@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5539-245X
Scopus Author ID: 23497502900
ResearcherId: B-6834-2012

Ph.D. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Olga V. Lagoda

Research Center of Neurology

Email: olga.lagoda@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7562-4991
Scopus Author ID: 6507370001
ResearcherId: C-5395-2012

Ph.D. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Marina V. Krotenkova

Research Center of Neurology

Email: krotenkova_mrt@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3820-4554
Scopus Author ID: 23497494200
ResearcherId: B-5783-2012

D.Sc. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Marine M. Tanashyan

Research Center of Neurology

Author for correspondence.
Email: m_tanashyan2004@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5883-8119
Scopus Author ID: 6506228066
ResearcherId: F-8483-2014

Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, M.D., D.Sc. (Medicine), Professor

Russian Federation, Moscow

References

  1. Manvelov LS, Kadykov AV. Venous insufficiency of cerebral circulation. Nervous Diseases. 2007;(2):18–21. (In Russ.)
  2. Fulop GA, Tarantini S, Yabluchanskiy A, et al. Role of age-related alterations of the cerebral venous circulation in the pathogenesis of vascular cognitive impairment. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2019;316(5):H1124–H1140. doi: 10.1152/ajpheart.00776.2018
  3. Schiffner R, Bischoff SJ, Lehmann T, et al. Underlying mechanism of subcortical brain protection during hypoxia and reoxygenation in a sheep model – Influence of α1-adrenergic signalling. PLoS One. 2018;13(5): e0196363. doi: 10.1371/journal.pone.0196363
  4. Suslina ZA, Illarioshkin SN, Piradov MA. Neurology and neuroscience – development prognosis. Annals of Clinical and Experimental Neurology. 2007;1(1):5–9. (In Russ.)
  5. Tanashyan MM, Maksimova MYu, Domashenko MA. Dyscirculatory encephalopathy. Putevoditel’ vrachebnykh naznacheniу. Terapevticheskiу spravochnik. 2015;2:1–25. (In Russ.)
  6. Morris JC. Clinical dementia rating: a reliable and valid diagnostic and staging measure for dementia of the Alzheimer type. Int Psychogeriatr. 1997;9(Suppl 1):173–176; discussion 177–178. doi: 10.1017/s1041610297004870
  7. Batysheva TT, Artemova IYu, Vdovichenko TV, et al. Chronic cerebral ischemia: mechanisms of development and modern complex treatment. Spravochnik poliklinicheskogo vracha. 2004;3(4):51–56. (In Russ.)
  8. Fokin VF, Ponomareva NV. Cerebral asymmetry research technology. In: Piradov MA, Illarioshkin SN, Tanashyan MM, eds. Neurology of the XXI century. Diagnostic treatment and research technologies. A Guide for Physicians Modern Research Technologies in Neurology. Vol. 3. Moscow: ATMO Publisher; 2015: 350–375. (In Russ.)
  9. Luriya AR. General Psychology Lectures. Saint Petersburg: Piter Publisher; 2006. 320 p. (In Russ.)
  10. Whitfield-Gabrieli S, Nieto-Castanon A. Conn: a functional connectivity toolbox for correlated and anticorrelated brain networks. Brain Connect. 2012;2(3):125–141. DOI: 10.1089/ brain.2012.0073

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. The relationship between the rates of cerebral venous outflow, arterial blood flow (a) and verbal memory (b) in patients with CHEM, where r is the correlation coefficient; N is the number of subjects; p is the significance level; F is the Fisher coefficient.

Download (103KB)
3. 2. Statistically significant predominant connectivities in the group with normal venous outflow compared to the group with low venous outflow rate (a) and in the group with low venous outflow compared to the group with normal venous circulation (b). The rest of the explanations are in the text; a (1 — Default Mode medial prefrontal cortex (Default Mode MPFC, 2 — Frontal Medial Cortex (MedFC), 3 — Paracingulate Gyrus (PaCiG), 4 — Salience Network anterior cingulate cortex (Salience ACC), 5 — Cingulate Gyrus anterior (AC)); b (1 — Fronto-Parietal NetWork, lateral prefrontal cortex (Fronto- Parietal LPFC, 2 — Insular Cortex (IC), 3 — Heschl’s Gyrus (HG), 4 — Parietal Operculum (PO), 5 — Salience NetWork, supramarginal gyrus (Salience SMG), 6 — Temporooccipital part Middle Temporal Gyrus (toMTG))

Download (44KB)

Copyright (c) 2021 Fokin V.F., Medvedev R.B., Ponomareva N.V., Konovalov R.N., Lagoda O.V., Krotenkova M.V., Tanashyan M.M.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».