AD这不是一种弥漫性疾病。根据神经影像学研究，与临床早期症状相关的海马、颞顶联合皮质和前额皮质显示或局部血流减少，或局部代谢减少，或局部体积减少。早期慢性进行性失语症，尸检证明后皮质萎缩。组织学研究发现了特殊分布的变化。海马几乎无一例外地发生了颗粒泡沫变性。神经原纤维缠结和老年斑也有选择地影响皮质。这些变化在颞顶枕头的联合区域是最严重的，主要涉及颞叶边缘区域和扣带回后部。扣带回前部、初级运动皮质、初级身体感觉皮质和枕区大多不受影响。在边缘系统皮质中，海马、内颞区和杏仁核受影响。杏仁核也有选择地受影响，特别是皮质内核群，而腹外核不受影响。AD病变不仅涉及大脑皮层，还涉及皮层。基底核还描述了神经细胞丧失、颗粒气泡变性和神经原纤维缠结的神经元。神经原纤维缠结、老年斑和颗粒气泡变性可见于非皮质区域。基底核中有扩散的胆碱能纤维投射到皮层中。这表明它可能会受到影响AD胆碱能缺陷的原因。脑干蓝斑和迷走神经核，细胞密度和活性也降低。一般认为AD皮质变化的原因是皮质下系统不能使用特殊的神经递质。Mamn等研究发现皮质和皮质下神经元的损害都很严重。皮质下神经细胞变性的程度与痴呆的程度密切相关，表明皮质和皮质下损害对痴呆的产生同等重要。二者的病理关系可能是原发或继发的，也可能共同存在，平行发展。Mamn还发现，神经原纤维的变性是皮质和皮质下神经细胞的基本异常变化。提出皮质与皮质平行，共同的病理变化可能是AD。神经细胞的异常降低了产生蛋白质的能力，这些蛋白质可以维持正常的生理功能。
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