Нейробиологи обнаружили биомаркер прогрессирования болезни Альцгеймера
Используя специально разработанный инструмент для анализа электрической активности нейронов, исследователи из Университета Брауна выявили биомаркер в мозге, который можно использовать для прогнозирования того, разовьется ли легкое когнитивное нарушение в болезнь Альцгеймера.
«Мы обнаружили закономерность в электрических сигналах активности мозга, которая позволяет предсказать, у каких пациентов вероятность развития заболевания наиболее высока в течение двух с половиной лет», — сказала Стефани Джонс, профессор нейробиологии из Института изучения мозга Карни при Университете Брауна, которая была одним из руководителей исследования.
« Впервые появилась возможность неинвазивно наблюдать новый ранний маркер прогрессирования болезни Альцгеймера в головном мозге — это очень волнующий шаг».
Результаты исследования опубликованы в журнале Imaging Neuroscience .
Исследовательская группа совместно с коллегами из Мадридского университета Комплутенсе (Испания) проанализировала записи активности мозга 85 пациентов с диагнозом легкое когнитивное нарушение и отслеживала прогрессирование заболевания в течение следующих нескольких лет.
Записи производились с помощью магнитоэнцефалографии (МЭГ) — неинвазивного метода регистрации электрической активности мозга, — когда пациенты находились в состоянии покоя с закрытыми глазами.
Большинство методов изучения записей МЭГ сжимают и усредняют регистрируемую активность, что затрудняет её интерпретацию на нейронном уровне. Джонс и другие исследователи из Университета Брауна разработали вычислительный инструмент под названием Spectral Events Toolbox, который отображает нейронную активность как дискретные события, показывая точное время и частоту возникновения активности, её продолжительность и интенсивность. Этот инструмент получил широкое распространение и цитируется более чем в 300 научных исследованиях.
По словам Джонса, с помощью Spectral Events Toolbox группа исследовала события мозговой активности у пациентов с легкими когнитивными нарушениями, происходящие в диапазоне бета-частот — частоте, которая участвует в обработке памяти, что делает ее важной для изучения болезни Альцгеймера.
Они обнаружили существенные различия в бета-событиях у участников, у которых в течение двух с половиной лет развилась болезнь Альцгеймера, по сравнению с теми, у кого она не проявилась.
«За два с половиной года до постановки диагноза болезни Альцгеймера у пациентов бета-события регистрировались с меньшей частотой, были короче по продолжительности и слабее по мощности», — рассказала Данилина Шпаковская, первый автор исследования из Мадрида.
«Насколько нам известно, это первый случай, когда учёные изучили бета-события в связи с болезнью Альцгеймера».
Биомаркеры спинномозговой жидкости и крови могут выявить наличие токсичных бляшек бета-амилоида и тау-клубков — белков, которые накапливаются в мозге и, как считается, способствуют возникновению симптомов болезни Альцгеймера.
По словам Дэвида Чжоу, научного сотрудника-постдокторанта в лаборатории Джонса в Университете Брауна, который возглавит следующую фазу проекта, биомаркер активности мозга представляет собой более прямой метод оценки того, как нейроны реагируют на эту токсичность.
Джонс предполагает, что врачи смогут использовать Spectral Events Toolbox для диагностики болезни Альцгеймера до ее прогрессирования.
«Обнаруженный нами сигнал может помочь в раннем выявлении заболевания», — сказал Джонс. «Как только наше открытие будет воспроизведено, врачи смогут использовать наш инструментарий для ранней диагностики, а также для проверки эффективности своих вмешательств».
Тем временем Джонс и ее команда перейдут к новому этапу исследований.
«Теперь, когда мы обнаружили особенности бета-событий, которые предсказывают прогрессирование болезни Альцгеймера, нашим следующим шагом будет изучение механизмов их генерации с использованием инструментов вычислительного нейронного моделирования», — сказал Джонс.
«Если мы сможем воссоздать то, что происходит в мозге и генерирует этот сигнал, то мы сможем работать с нашими коллегами, чтобы протестировать методы лечения, которые могли бы исправить эту проблему».