The effect of education level on functional brain organization in patients with chronic cerebral ischemia

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The level of education is an important factor that prevents cognitive decline in normal and pathological aging, including in neurodegenerative and vascular diseases.

This study aimed to examine cerebral connectivity in patients with tertiary and secondary education suffering from chronic cerebral ischemia.

Materials and methods. We examined 54 patients (mean age 64.4 years) with chronic cerebrovascular disease who had completed either tertiary or secondary education. The Luria test was used to assess short-term memory, while the connectome organization was studied using resting-state functional magnetic resonance imaging.

Results. On average, patients with tertiary education recalled 35.0 ± 1.1 words out of a possible 50, while patients with secondary education only recalled 31.1 ± 1.2 words (p = 0.018). Patients with higher education had a higher number of interhemispheric connections in the connectome than the group without higher education. In patients without tertiary education, predominate the intrahemispheric connections in the right hemisphere. We hypothesize that this connectome organization provides a cognitive advantage in people with higher education, compared to patients without higher education.

About the authors

Vitaly F. Fokin

Research Center of Neurology

Author for correspondence.
Email: fvf@mail.ru
Russian Federation, Moscow

Natalia V. Ponomareva

Research Center of Neurology

Email: fvf@mail.ru
Russian Federation, Moscow

Rodion N. Konovalov

Research Center of Neurology

Email: fvf@mail.ru
Russian Federation, Moscow

Marina V. Krotenkova

Research Center of Neurology

Email: fvf@mail.ru
Russian Federation, Moscow

Roman B. Medvedev

Research Center of Neurology

Email: fvf@mail.ru
Russian Federation, Moscow

Olga V. Lagoda

Research Center of Neurology

Email: fvf@mail.ru
Russian Federation, Moscow

Marine M. Tanashyan

Research Center of Neurology

Email: fvf@mail.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Suslina Z.A., Illarioshkin S.N., Piradov M.A. Neurology and neuroscience — development prognosis. Annals of Clinical and Experimental Neurology. 2007; 1(1): 5–9. (In Russ.)
  2. Chen Y., Qi D., Qin T. et al. Brain network connectivity mediates education-related cognitive performance in healthy elderly adults. Curr Alzheimer Res. 2019; 16(1): 19–28. doi: 10.2174/1567205015666181022094158. PMID: 30345918.
  3. Fokin V.F., Ponomareva N.V., Medvedev R.B. et al. Influence of education on cognitive functions and cardiovascular reactivity of patients with vascular encephalopathy. Assimetriya. 2018; 12(1): 55–62. (In Russ.)
  4. Cox S.R., Dickie D.A., Ritchie S.J. et al. Associations between education and brain structure at age 73 years, adjusted for age 11 IQ. Neurology. 2016;87(17):1820-1826. doi: 10.1212/WNL.0000000000003247. PMID: 27664981.
  5. Luo C., Zhang X., Cao X. et al. The lateralization of intrinsic networks in the aging brain implicates the effects of cognitive training. Front Aging Neurosci. 2016; 8: 32. doi: 10.3389/fnagi.2016.00032. PMID: 26973508.
  6. Hummer R.A., Hernandez E.M. The effect of educational attainment on adult mortality in the United States. Popul Bull. 2013; 68(1): 1–16. PMID: 25995521.
  7. Kim J., Chey J., Kim S.E., Kim H. The effect of education on regional brain metabolism and its functional connectivity in an aged population utilizing positron emission tomography. Neurosci Res. 2015; 94: 50–61. doi: 10.1016/j.neures.2014.12.009. PMID: 25557900.
  8. Franzmeier N., Hartmann J., Taylor A.N.W. et al. The left frontal cortex supports reserve in aging by enhancing functional network efficiency. Alzheimers Res Ther. 2018; 10(1): 28. doi: 10.1186/s13195-018-0358-y. PMID: 29510747.
  9. Kershner J.R. Neuroscience and education: cerebral lateralization of networks and oscillations in dyslexia. Laterality. 2020; 25(1): 109–125. doi: 10.1080/1357650X.2019.1606820. PMID: 30987535.
  10. Sun Y., Li J., Suckling J., Feng L. Asymmetry of hemispheric network topology reveals dissociable processes between functional and structural brain connectome in community-living elders. Front. Aging Neurosci. 2017; 9: 361. doi: 10.3389/fnagi.2017.00361. PMID: 29209197.
  11. Hommet C., Destrieux C., Constans T., Berrut G. [Aging and hemispheric cerebral lateralization]. Psychol Neuropsychiatr Vieil. 2008; 6(1): 49–56. doi: 10.1684/pnv.2008.0114. PMID: 18364296. (In French).
  12. Letenneur L., Gilleron V., Commenges D. et al. Are sex and educational level independent predictors of dementia and Alzheimer’s disease? Incidence data from the PAQUID project. J Neurol Neurosurg Psychiatry.1999; 66: 177–183. doi: 10.1136/jnnp.66.2.177. PMID: 10071096.
  13. Del Ser T., Hachinski V., Merskey H., Munoz D.G. An autopsy-verified study of the effect of education on degenerative dementia. Brain. 1999;122 (Pt 12): 2309–2319. doi: 10.1093/brain/122.12.2309. PMID: 10581224.
  14. Tanashyan M.M., Maksimova M.Yu., Domashenko M.A. Encephalopathy. Therapeutic reference book. Guide to medical appointments. 2015; 2: 1–25. (In Russ.)
  15. Hughes C.P., Berg L., Danziger W.L. et al. A new clinical scale for the staging of dementia. Br J Psychiatry. 1982; (140): 566–572. doi: 10.1192/bjp.140.6.566ю PMID: 7104545.
  16. 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. PMID: 22642651.
  17. Link B.G., Phelan J. Social conditions as fundamental causes of disease. J Health Soc Behav. 1995; (36): 80–94. PMID: 7560851.
  18. Franzmeier N., Göttler J., Grimmer T. et al. Resting-state connectivity of the left frontal cortex to the default mode and dorsal attention network supports reserve in mild cognitive impairment. Front Aging Neurosci. 2017; 9: 264. doi: 10.3389/fnagi.2017.00264. PMID: 28824423.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

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

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 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».