Rakenteelliset ja toiminnalliset poikkeavuudet PCC:ssä johtavat moniin neurologisiin ja psykiatrisiin häiriöihin. PCC todennäköisesti integroi ja välittää tietoa aivoissa. Siksi PCC:n toiminnalliset poikkeavuudet saattavat olla aivojen etäisten ja laajalle levinneiden vaurioiden kasautumista.
Alzheimerin tautiMuutos
Neurodegeneratiiviset sairaudet vaikuttavat yleisesti PCC:hen. Itse asiassa PCC:n vähentynyt aineenvaihdunta on tunnistettu Alzheimerin taudin varhaiseksi merkiksi, ja sitä esiintyy usein ennen kliinistä diagnoosia. Alentunut aineenvaihdunta PCC:ssä on tyypillisesti yksi osa aivojen aineenvaihduntahäiriöiden hajanaista kuviota, johon kuuluu myös mediaalisia ohimolohkorakenteita ja talamuksen etuosaa, poikkeavuuksia, jotka voivat olla seurausta vaurioista eristetyillä mutta toisiinsa yhteydessä olevilla alueilla. Esimerkiksi Meguro et al. (1999) osoittavat, että rinaalisen aivokuoren kokeellinen vaurio johtaa PCC:n hypometaboliaan. Alzheimerin taudissa aineenvaihdunnan poikkeavuus liittyy amyloidin kerrostumiseen ja aivojen surkastumiseen, joiden alueellinen jakautuminen muistuttaa oletustilaverkon solmuja. Varhaisessa Alzheimerin taudissa DMN:n toiminnallinen liitettävyys vähenee, mikä vaikuttaa PCC:n ja hippokampuksen väliseen yhteyteen, ja nämä muuttuneet mallit voivat heijastaa ApoE:n geneettistä asemaa (tautiin liittyvä riskitekijä). Neurodegeneratiivisten sairauksien on havaittu leviävän ”prionimaisesti” aivoissa. Kun esimerkiksi amyloidi-b- ja TDP-43-proteiinit ovat epänormaalissa muodossaan, ne leviävät synapseihin ja liittyvät neurodegeneraatioon. Tätä epänormaalin proteiinin siirtymistä rajoittaisi valkean aineen yhteyksien organisointi, ja se voisi mahdollisesti selittää patologian alueellisen jakautumisen DMN:ssä Alzheimerin taudissa. Alzheimerin taudissa valkean aineen yhteyksien topologia auttaa ennustamaan atrofisia kuvioita, mikä mahdollisesti selittää, miksi PCC vaikuttaa taudin varhaisvaiheessa.
Autismikirjon häiriöEdit
Autismikirjon häiriöt (ASD) liittyvät PCC:n aineenvaihdunnallisiin ja toiminnallisiin poikkeavuuksiin. ASD:tä sairastavilla henkilöillä on aineenvaihdunnan vähenemistä, heillä on epänormaaleja toiminnallisia vasteita ja he osoittavat toiminnallisen liitettävyyden vähenemistä. Eräs tutkimus osoitti, että nämä vähennykset ovat merkittäviä PCC:ssä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että cingulaattivasteiden poikkeavuudet ihmissuhdevuorovaikutuksen aikana korreloivat ASD-oireiden vakavuuden kanssa, ja se, että PCC:ssä ei esiinny tehtävästä riippuvaa deaktivoitumista, korreloi yleisen sosiaalisen toiminnan kanssa. Lopuksi post mortem -tutkimukset osoittavat, että ASD-potilaiden PCC:ssä on sytoarkkitehtonisia poikkeavuuksia, mukaan lukien GABA A -reseptorien ja bentsodiatsepiinien sitoutumiskohtien vähentyneet tasot.
TarkkaavaisuushäiriöhyperaktiivisuushäiriöTiedostoa
On ehdotettu, että ADHD on DMN:n häiriötila, jossa neuraaliset järjestelmät häiriintyvät kontrolloimattomasta aktiivisuudesta, joka johtaa tarkkaavaisuuden laiminlyönteihin. Rakenteellisten MRI-tutkimusten meta-analyysissä Nakao et al. (2011) havaitsivat, että ADHD-potilailla on lisääntynyt vasen PCC, mikä viittaa siihen, että kehityspoikkeavuudet vaikuttavat PCC:hen. Itse asiassa PCC:n toiminta on epänormaalia ADHD:ssa. DMN:ssä toiminnallinen liitettävyys on vähentynyt, ja lepotilan aktiivisuutta käytetään ADHD:n diagnosoimiseen lapsilla. ADHD:n hoitoon kuuluu psykostimulanttilääkitys, joka vaikuttaa suoraan PCC:n toimintaan. Muissa tutkimuksissa, joissa käsitellään PCC:n poikkeavuuksien lääkitystä, raportoidaan, että PCC saattaa reagoida vain stimuloiviin hoitoihin ja lääkityksen tehokkuus voi olla riippuvainen motivaatiotasosta. Lisäksi ADHD on yhdistetty SNAP25-geeniin. Terveillä lapsilla SNAP25-polymorfismi liittyy työmuistikapasiteettiin, muuttuneeseen PCC:n rakenteeseen ja tehtävästä riippuviin PCC:n deaktivoitumismalleihin työmuistitehtävässä.
DepressioEdit
Epänormaali PCC:n funktionaalinen kytkeytyneisyys on liitetty suureen masennukseen vaihtelevin tuloksin. Yksi tutkimus raportoi lisääntyneestä PCC:n toiminnallisesta liitettävyydestä, kun taas toinen osoittaa, että hoitamattomilla potilailla oli vähentynyt toiminnallinen liitettävyys PCC:stä caudaattiin. Muissa tutkimuksissa on tarkasteltu PCC:n ja subgeneemisen cingulaattisen alueen (Brodmannin alue 25), mahdollisesti masennusta aiheuttavan aivoalueen, välisiä vuorovaikutuksia. DMN:n etummainen solmu muodostuu osittain hyvin kytkeytyneistä PCC:stä ja Brodmannin alueesta 25. Nämä kaksi aluetta ovat metabolisesti yliaktiivisia hoitoresistentissä suuressa masennuksessa. PCC:n ja Brodmannin alueen 25 aktiivisuuden välinen yhteys korreloi masennuksen piirteisiin kuuluvan muminoitumisen kanssa. Tämä näiden kahden alueen välinen yhteys voisi vaikuttaa potilaiden lääkitysvasteisiin. Jo nyt on havaittu, että molemmilla alueilla esiintyy muutoksia aineenvaihdunnassa masennuslääkehoidon jälkeen. Lisäksi potilailla, joille tehdään syväaivostimulaatio, glukoosiaineenvaihdunta ja aivovirtaus PCC:ssä on lisääntynyt ja samalla myös Brodmannin alue 25 on muuttunut.
SkitsofreniaEdit
PCC:n epänormaali aktiivisuus on yhdistetty skitsofreniaan, mielenterveydenhäiriöön, jonka yleisinä oireina on hallusinaatioita, harhaluuloja, epäjärjestäytynyttä ajattelua ja emotionaalisen älykkyyden puutetta. Oireille on yhteistä se, että ne liittyvät kyvyttömyyteen erottaa sisäisiä ja ulkoisia tapahtumia toisistaan. Kaksi skitsofreniapotilailla tehtyä PET-tutkimusta osoitti poikkeavaa aineenvaihduntaa PCC:ssä. Yhdessä tutkimuksessa raportoidaan, että glukoosiaineenvaihdunta oli vähentynyt skitsofreniaa sairastavilla, kun taas toisessa tutkimuksessa osoitettiin epänormaalia glukoosiaineenvaihduntaa, joka korreloi voimakkaasti pulvinarissa ja PCC:ssä. Jälkimmäisessä tutkimuksessa talamuksen vuorovaikutus otsalohkojen kanssa väheni, mikä voisi tarkoittaa, että skitsofrenia vaikuttaa talamokortikaalisiin yhteyksiin. Muita poikkeavuuksia PCC:ssä, epänormaalia NMDA-, kannabinoidi- ja GABAergisten reseptorien sitoutumista on havaittu skitsofreniaa sairastavien kuolemanjälkeisellä autoradiografialla. Skitsofreniapotilailla on myös todettu poikkeavuuksia PCC:n rakenteessa ja valkean aineen yhteyksissä. Skitsofreniapotilailla, joilla on huono hoitotulos, on usein pienentynyt PCC:n tilavuus. Lisäksi joillakin skitsofreniapotilailla on havaittu valkean aineen poikkeavuuksia cinguluminipussa, joka yhdistää PCC:n muihin limbisiin rakenteisiin. Toiminnallisissa magneettikuvaustutkimuksissa PCC:n epänormaali toiminta on yhdistetty funktionaalisen liitettävyyden lisääntymiseen ja vähenemiseen. PCC:llä on myös epänormaaleja vasteita tehtävien suorittamisen aikana. Nämä poikkeavuudet voivat vaikuttaa joidenkin skitsofreniaa sairastavien henkilöiden psykoottisiin oireisiin. Psykedeelisen psilosybiinilääkkeen vaikutusta koskevat tutkimukset osoittavat, että tämän lääkkeen aiheuttama muuttunut tajunnantila voi korreloida PCC:n epänormaalin metabolian ja funktionaalisen kytkeytyvyyden kanssa sekä DMN:n ja frontoparietaalisen kontrolliverkon (FPCN) välisten antikorrelaatioiden voimakkuuden vähenemisen kanssa. Koska nämä verkostot edistävät sisäistä ja ulkoista kognitiota, PCC:n poikkeavuudet saattavat vaikuttaa psykoosiin joissakin skitsofreniatyypeissä.
Traumaattinen aivovammaMuutos
Traumaattisen aivovamman (TBI) jälkeen PCC:ssä on osoitettu poikkeavuuksia. Usein päävammat aiheuttavat laajoja aksonivaurioita, jotka katkaisevat aivoalueita ja johtavat kognitiiviseen heikentymiseen. Tämä liittyy myös vähentyneeseen aineenvaihduntaan PCC:ssä. Tutkimukset suorituskyvystä yksinkertaisen valinnan reaktioaikatehtävissä TBI:n jälkeen osoittavat erityisesti, että PCC:n ja muun DMN:n välisen funktionaalisen kytkeytyneisyyden malli voi ennustaa TBI:n aiheuttamia haittoja. He havaitsivat myös, että PCC:n ja DMN:n etuosan yhdistävän cingulum-kimpun suurempi vaurio korreloi jatkuvan tarkkaavaisuuden heikkenemiseen. Myöhemmässä tutkimuksessa havaittiin, että TBI:t liittyvät vaikeuteen siirtyä automaattisista reaktioista hallittuihin reaktioihin. Valituissa tehtävissä TBI-potilaat osoittivat heikentynyttä motorista inhibitiota, joka liittyi PCC:n nopean reaktiivisuuden epäonnistumiseen. Kokonaisuutena tämä viittaa siihen, että epäonnistuminen PCC/DMN-aktiivisuuden hallinnassa voi johtaa TBI-potilaiden tarkkaavaisuushäiriöihin.
AhdistuneisuushäiriötMuutos
Kerääntyy yhä enemmän todisteita PCC:n toimintahäiriöistä, jotka ovat monien lapsuus- ja nuoruusiän mielenterveyshäiriöiden taustalla. Lisäksi ahdistuneisuushäiriöpotilailla on yhteys lisääntyneen sukupuuttoon liittyvän PCC-aktiivisuuden ja suuremman oireiden vakavuuden välillä. PCC:n toimintahäiriöillä voi olla merkitystä myös murrosiässä esiintyvissä ahdistuneisuushäiriöissä.