Nagromadzenie białka tau w mózgu zakłóca sieć istotności – system łączący różne obszary mózgu i umożliwiający nam reagowanie na bodźce zewnętrzne i nasze wewnętrzne myśli.
Kiedy ludzie myślą o demencji, w tym Alzheimera chorobą, utrata pamięci jest często pierwszą rzeczą, która przychodzi na myśl.
Jednak demencja wpływa również na zachowanie danej osoby, potencjalnie czyniąc ją bardziej podatną na złość lub niepokój, prowadząc do depresji, lęku lub apatii, a czasami nawet zmieniając całą jej osobowość.
Z biegiem czasu te zmiany w zachowaniu mogą zakłócić ich życie w takim samym stopniu, jak utrata zdolności jasnego myślenia i zapamiętywania.
Teraz zespół badaczy z Uniwersytetu Michigan zgłasza nowe wskazówki na temat tego, co może dziać się w mózgach osób doświadczających nawet najwcześniejszych oznak zmian w zachowaniu związanych z demencją.
Wykorzystując dwa rodzaje zaawansowanego obrazowania medycznego do badania mózgów 128 osób we wczesnych stadiach demencji, wykazali powiązania między jedną z najważniejszych sieci komunikacyjnych mózgu, białkiem zwanym tau, a poziomem objawów behawioralnych u danej osoby.
Wykracza to poza rolę tau, o której naukowcy już wiedzieli u osób z bardziej zaawansowaną demencją: powoduje splątanie włókien nerwowych w obszarach mózgu zaangażowanych w myślenie i pamięć.
Nowe badanie sugeruje, że tau zakłóca integralność sieci istotności w mózgu. Ta autostrada połączeń między określonymi obszarami mózgu jest kluczem do naszej zdolności rozumienia i decydowania, jak reagować na rzeczy, które dzieją się wokół nas. Pomaga nam także przetwarzać własne myśli i emocje.
Naukowcy wykazali, że im bardziej sieć istotności danej osoby została zakłócona w obecności tau, tym więcej zmian w zachowaniu tej osoby doświadczyła. O swoich ustaleniach informują w Choroba Alzheimera i demencja: Dziennik Stowarzyszenia Alzheimera.
Chociaż jednorazowe obrazowanie 128 ochotników nie jest w stanie wykazać przyczyny i skutku, silny związek między tau, zakłóceniami sieci istotności i zmianą zachowania jest intrygujący – twierdzi zespół.
Wzywają do dalszych badań nad potencjalnym powiązaniem w innych populacjach oraz do przeprowadzenia badań oceniających zmiany w czasie, aby zbadać, co może zachodzić na ścieżkach połączonych komórek mózgowych tworzących sieć istotności, a także zbadać, jaki ma to związek z gromadzeniem się tau i zmiany zachowania na przestrzeni lat.
Mają także nadzieję sprawdzić, czy mogliby spowolnić zmiany zachowania u osób z demencją we wczesnym stadium, celując w sieć istotności za pomocą łagodnego prądu elektrycznego lub pól magnetycznych dostarczanych spoza czaszki i kierując się precyzyjnym obrazowaniem.
Więcej informacji o tym, jak poszczególne osoby mogą to zrobić Więcej informacji na temat możliwości wzięcia udziału w ich badaniach można znaleźć tutaj.
Badaczami z Programu badawczego dotyczącego interwencji opartych na poznaniu i neuromodulacji (RP-CNBI) kieruje dr Alexandru D. Iordan. i lider programu Benjamin M. Hampstead, Ph.D. Obaj są wykładowcami na Oddziale Psychiatrii Uniwersytetu Medycznego UM.
Iordan, neurolog i główny autor nowego badania, mówi: „Widzimy, że obecność patologii tau wiąże się z objawami behawioralnymi, a nie w bezpośrednim związku, ale raczej z dysfunkcją określonej sieci w mózgu – sieć istotności. Im bardziej dotknięta jest ta sieć, tym poważniejsze są objawy behawioralne.
Dodaje: „To pierwsze badanie, które łączy status biomarkera danej osoby z dysfunkcją tej sieci i objawami behawioralnymi u osób ze spektrum choroby Alzheimera”.
Dwa rodzaje obrazowania mózgu
Zespół wykorzystał funkcjonalny rezonans magnetyczny, czyli tzw fMRIaby zbadać mózg każdego ochotnika i prześledzić trzy różne sieci, z których każda łączy odległe obszary mózgu. Wykorzystali miarę zwaną wskaźnikiem segregacji sieci, aby ocenić, jak funkcjonalnie niezależna jest każda sieć w porównaniu z innymi sieciami mózgowymi.
Połączyli wyniki fMRI z wynikami szeregu testów neuropsychologicznych i kwestionariuszy behawioralnych, które wypełnili ochotnicy. Przyjrzeli się także wynikom pozytonowej tomografii emisyjnej (PET), które wykazały, czy mózg danej osoby zawierał nadmiar białka tau oraz beta-amyloidu, innego białka związanego z chorobą Alzheimera.
Sieć istotności była jedyną z trzech sieci, których poziom integralności korelował z obecnością tau i nasileniem problemów behawioralnych związanych z demencją. Wydaje się, że sieć działająca w trybie domyślnym pełni rolę gracza wspierającego. Trzecia badana sieć, zwana siecią czołowo-ciemieniową, nie była powiązana z objawami behawioralnymi.
Nowe badanie wykazało, że w przeciwieństwie do tau, obecność samego amyloidu w mózgach niektórych ochotników nie była powiązana z problemami z siecią istotności ani poziomem objawów behawioralnych tej osoby.
Iordan zauważa, że wiadomo, że sieć istotności jest również zaangażowana w niektóre zaburzenia psychiczne i otępienie czołowo-skroniowe – rodzaj szybko postępującej demencji o wczesnym początku, charakteryzującej się głównie zmianami zachowania i osobowości.
Potencjał wykorzystania biomarkerów i neuromodulacji
Iordan zauważa, że skany PET w poszukiwaniu tau i amyloidu są obecnie stosowane klinicznie w diagnostyce demencji oraz w leczeniu nowymi lekami, których celem jest zmniejszenie gromadzenia się amyloidu w celu spowolnienia pogorszenia funkcji poznawczych.
Jednak zaczęły być dostępne także badania krwi, które mogą również wykryć obecność tau i amyloidu oraz wykorzystać je jako biomarkery ryzyka demencji. Ponieważ są znacznie tańsze niż skany PET, mogą być również przydatne w przyszłych badaniach nad rolą tau w zmianach zachowania, mówi.
Dalsze badania mogą również pomóc w wyjaśnieniu, a nawet przewidywaniu różnic w początku zmian behawioralnych u osób z demencją oraz tempie ich pogarszania się. Może to również prowadzić do znalezienia sposobów identyfikacji osób, których zmiany w zachowaniu są najwcześniejszą wykrywalną oznaką ryzyka demencji, nawet przed zmianą zdolności poznawczych.
Ale co jest najbardziej ekscytujące dla Iordana i jego kolegów?
„Nasze odkrycia dostarczają nam funkcjonalnego celu potencjalnej interwencji” – powiedział. „Wkrótce będziemy mogli sprawdzić, czy stymulacja mózgu zmienia te zależności dzięki większemu badaniu prowadzonemu przez dr Hampsteada, w którym ocenia się wpływ różnych dawek słabego prądu elektrycznego przykładanego do mózgu. To większe badanie dobiega końca i jesteśmy bardzo podekscytowani wynikami, więc bądźcie czujni!”
Naukowcy z RP-CNBI, kierowani przez Hampsteada, wykorzystują narzędzia neuropsychologiczne, różne rodzaje neuroobrazowania, elektryczną i magnetyczną stymulację mózgu oraz techniki rehabilitacyjne, aby opracować i zastosować nielekowe metody leczenia choroby Alzheimera i pokrewnych demencji.
Odniesienie: „Segmentacja sieci istotności pośredniczy w wpływie patologii tau na łagodne zaburzenia zachowania” autorstwa Alexandru D. Iordana, Roberta Ploutza-Snydera, Bidishy Ghosh, Annalise Rahman-Filipiak, Roberta Koeppe, Scotta Peltiera, Bruno Giordaniego, Rogera L. Albina i Benjamin M. Hampstead, 04 października 2024 r., Choroba Alzheimera i demencja.
DOI: 10.1002/alz.14229
Oprócz Iordana i Hampsteada autorami badania są dr Robert Ploutz-Snyder, MA Bidisha Ghosh, dr Annalise Rahman-Filipiak, dr Robert Koeppe, dr Scott Peltier ., dr Bruno Giordani i lekarz medycyny Roger L. Albin Hampstead jest głównym kierownikiem klinicznym w Centrum Chorób Alzheimera w Michigan, którego członkami jest kilku innych autorów.
Badanie zostało sfinansowane ze środków Narodowe Instytuty ZdrowiaKrajowy Instytut ds. Starzenia się (R01AG058724, R35AG072262; P30AG072931) i fundusz Cure Alzheimer’s Fund. Za treść tą odpowiadają wyłącznie autorzy i niekoniecznie odzwierciedlają oficjalne poglądy Narodowego Instytutu ds. Starzenia się.
