Исследователи обнаружили, что связанные с болезнью Альцгеймера изменения в сетях головного мозга выходят за рамки памяти и внимания, затрагивая сенсорные и двигательные цепи. Эти результаты бросают вызов предыдущим предположениям о последствиях болезни Альцгеймера.
Ученые полагают, что на ранней стадии болезни Альцгеймера могут проявляться более широкие когнитивные нарушения, что потенциально открывает новые возможности для лечения. Исследование показывает, что дисфункция сети головного мозга на ранних стадиях может быть ценным маркером для диагностики болезни Альцгеймера и оценки риска заболевания.
Ученые из Центра жизненного долголетия (CVL) Техасского университета в Далласе (University of Texas at Dallas) опубликовали новые данные, показывающие, что изменения в структурах сети мозга, возникающие на ранних стадиях болезни Альцгеймера, отличаются от тех, связанные с нормальным старением.
Результаты, опубликованные в научном журнале Journal of Neuroscience, также показывают, что влияние болезни Альцгеймера на функции мозга шире, чем считалось ранее. В дополнение к обнаружению характерных изменений в цепях головного мозга, отвечающих за память и внимание, как и ожидалось, исследователи обнаружили отчетливые изменения в цепях, участвующих в сенсорной и моторной обработке.
«Некоторые нарушения мозговой деятельности, сопровождающие болезнь Альцгеймера, выходящие за рамки памяти и внимания, могут быть обнаружены на очень ранних стадиях, даже при легких когнитивных нарушениях до постановки диагноза болезни Альцгеймера», — комментирует Гаган Виг (Gagan Wig), сотрудник кафедры психологии Школы поведенческих и психологических исследований и автор исследования.
Исследовательская группа обнаружила, что связанные с болезнью Альцгеймера изменения в сетях головного мозга — взаимосвязанных областях мозга, имеющих схожие функции, — не зависят от других факторов, обычно связанных с заболеванием, таких как повышенный уровень амилоидных бляшек, которые образуются, когда фрагменты белка, называемые бета-амилоид слипается.
По мнению Вига, эта дисфункция сети мозга может стать новым способом характеристики когнитивных нарушений, связанных с болезнью Альцгеймера, и стать целью для потенциального лечения.
«Мы пришли к пониманию того, что целей, на которых мы сосредоточились, может быть недостаточно, включая идею о том, что амилоид является основным виновником болезни Альцгеймера», — добавляет Виг. «Мы искали другие способы количественной оценки дисфункции болезни Альцгеймера, и в этой статье мы показываем, что даже если принять во внимание амилоидную нагрузку, дисфункция связей все еще существует».
Нейробиологи уже более столетия различают области и системы мозга по функциям. Некоторые из этих сетей управляют сенсорными или двигательными операциями, тогда как другие, так называемые ассоциативные системы, интегрируют и сохраняют эту информацию и контролируют внимание, память и речь. Это различие может сыграть ключевую роль в отделении здорового старения от деградации болезни Альцгеймера.
«При здоровом старении изменения, по-видимому, в основном сосредоточены на ассоциативных системах. Сенсорные и двигательные системы в целом стабильны», — объясняет Виг. «Например, мозг 80-летнего человека, скорее всего, будет иметь заметную атрофию ассоциативной коры, но может иметь относительно более сохранившуюся зрительную и слуховую кору».
В ходе исследования ученые изучили влияние возраста и степени тяжести болезни Альцгеймера на сегрегацию системы мозга в состоянии покоя (показатель организации и целостности сети мозга) у 326 когнитивно здоровых и 275 людей с когнитивными нарушениями.
«Благодаря имеющимся у нас сейчас данным сканирования мозга мы можем объяснить возрастные различия в мозге и наблюдать изменения, уникальные для степени тяжести деменции. Исследуя это, мы обнаружили, что прогрессирование деменции связано не только с изменениями в ассоциативных системах, но также в сенсорных и моторных системах», — добавляет Виг.
Цивэй Чжан (Ziwei Zhang), автор статьи и член лаборатории нейровизуализации Вига, утверждает, что сетевые взаимодействия, на которые влияет болезнь Альцгеймера, представляют собой более широкую группу, чем те, на которые влияет здоровое старение.
«У пожилых людей, у которых нет каких-либо когнитивных нарушений, изменяются взаимодействия в основном между областями мозга, выполняющими аналогичные функции, или внутри систем мозга», — добавляет она. «Однако у пациентов с диагнозом болезнь Альцгеймера взаимодействие между областями, которые выполняют различные функции, такие как обработка изображений и память, также изменяются».
Нейробиологи изо всех сил пытаются объяснить, почему у некоторых людей могут быть типичные для болезни Альцгеймера — амилоидные бляшки и нейрофибриллярные, или тау, клубки — но при этом когнитивные способности кажутся незатронутыми.
Новые результаты показывают, что когнитивная дисфункция, сопровождающая это заболевание, вероятно, связана с функциональными изменениями сети, которые можно отделить от уровня амилоида.
«Эти наблюдения дают важные подсказки для определения типов поведенческих нарушений, которые больше всего страдают на ранних стадиях болезни Альцгеймера и других форм деменции», — заключает автор исследования. «Поскольку мы продолжаем совершенствовать биомаркеры болезни Альцгеймера, основанные на мозговой сети, мы оттачиваем новый, уникальный источник информации, который поможет как в диагностике болезни Альцгеймера, так и для изучения риска заболевания у здоровых людей».
