Scanările cerebrale indică riscul de Alzheimer înainte de apariția pierderii memoriei
În creierul unor adulți vârstnici cognitivi normali, modelele de activitate neuronală au fost capabile să prezică boala Alzheimer cu ani înainte de apariția pierderii memoriei sau acumulării de plăci și ghemuri, conform unei cercetări conduse de Stanford Medicine.
Pentru alții, diferite modele de activitate au indicat contrariul – creierele care prezintă o reziliență neobișnuită la declinul cognitiv, având potențialul de a deveni „superîmbătrânitori”.
Studiul, publicat pe 4 noiembrie în Science Advances, sugerează un nou tip de biomarker timpuriu – poate unul modificabil – pentru declinul cognitiv în vârstnicie.
În noua cercetare, cercetătorii au analizat inițial activitatea cerebrală de repaus a adulților cu vârste de 75 de ani și peste, situându-se la cele două capete ale spectrului cognitiv: cei diagnosticați cu boala Alzheimer și așa-numiții superîmbătrânitori, care dispun de capacitatea de memorie specifică persoanelor cu câteva decenii mai tinere. Extrapolând de la aceste două extreme, cercetătorii au dezvoltat un sistem de punctaj care ar putea plasa adulți ușor mai tineri, cu vârste între 55 și 70 de ani, care nu prezintă semne de declin cognitiv, pe acest spectru, pe baza activității cerebrale.
Cu cât activitatea cerebrală a unei persoane este mai asemănătoare cu cea observată la cei cu Alzheimer, cu atât mai probabil este să experimenteze declin mental, să dezvolte plăci de amiloid-beta și să fie diagnosticată cu Alzheimer în următorii 12 ani. Cu cât activitatea cerebrală este mai asemănătoare cu cea a superîmbătrânitorilor, cu atât mai probabil este să evite aceste rezultate.
Noul sistem de punctaj s-a dovedit a fi mai eficient în prezicerea declinului cognitiv decât demografia, biomarkerii de amiloid-beta și tau, și genetica. Ar putea oferi unele dintre cele mai timpurii semne de avertizare cu privire la riscul de Alzheimer la persoanele fără o deteriorare cognitivă evidentă.
„Vrem să abordăm o provocare majoră în domeniul Alzheimerului în prezent – majoritatea studiilor se concentrează pe biomarkerii cunoscuți ai bolii Alzheimer, precum amiloid-beta sau tau. Dar aceștia sunt observați în etape relativ tardive ale bolii. Ceea ce ne interesează cu adevărat este definirea markerilor timpurii care pot detecta semnele inițiale ale declinului cognitiv și, potențial, să ne ajute să livrăm intervenții la timp.”
Zhang speră că intervenții precum stimularea magnetică transcraniană sau antrenamentul cognitiv ar putea, într-o zi, să ajusteze modelele cerebrale ale unei persoane mai aproape de capătul rezilient al spectrului. Deși stimularea magnetică transcraniană a arătat promisiuni în alterarea activității cerebrale pentru tratarea depresiei, aceste intervenții nu au fost testate pentru declinul cognitiv, iar nu se știe dacă schimbarea modelelor cerebrale va redirecționa traiectoriile bolii. Cu toate acestea, noile descoperiri reprezintă primul pas în definirea unor ținte potențiale.
„Există două componente principale: una este să știm ce parte a creierului să țintim, iar cealaltă este cum ar trebui să o schimbăm,” a spus Zhang. „De aceea identificarea modelului de reziliență al creierului superîmbătrânitor este o componentă critică – astfel încât să știm ce ar trebui să fie un model bun.”
Aproximativ 10% dintre vârstnici ar putea fi considerați superîmbătrânitori, în funcție de criteriile specifice aplicate. În noul studiu, superîmbătrânitorii au fost definiți ca persoane cu vârsta de 75 de ani sau mai mult, care au o capacitate de memorie specifică unei persoane de 45 de ani și funcție executivă normală pentru vârsta lor.
Superîmbătrânitorii sunt din ce în ce mai mult subiectul cercetărilor, dar până acum studiile au comparat în general aceștia cu colegii lor cognitivi tipici.
Zhang a realizat că asemenea comparații au o deficiență fundamentală – persoanele în vârstă care par tipice în teste cognitive standard pot avea trăsături neurobiologice divergente. Unele pot avea deja începuturi de plăci de amiloid-beta sau alte semne de îmbătrânire cerebrală.
„Indivizii normali, fără deficiențe cognitive, sunt destul de heterogeni în ceea ce privește anomaliile biologice,” a spus el. „Pur și simplu compararea superîmbătrânitorilor cu o populație atât de eterogenă face dificilă definirea a ceea ce este critic în ceea ce privește modelele cerebrale reziliente sau vulnerabile.”
Este ca și cum ai compara mere cu un coș de fructe.
În schimb, echipa lui Zhang a comparat superîmbătrânitorii cu un grup mai bine definit la cealaltă extremă – adulți de vârstă similară diagnosticați cu Alzheimer.
Ei au folosit date de neuroimagistică din mai multe proiecte de mari dimensiuni, inclusiv Open Access Series of Imaging Studies, Harvard Aging Brain Study și Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative.
Comparând imagistica funcțională de repaus prin RMN, care măsoară activitatea cerebrală a participanților în timp ce stau nemișcați într-un scanner, în 180 de superîmbătrânitori și 110 persoane cu boala Alzheimer, cercetătorii au descoperit modele distincte de subactivitate și supraactivitate în diverse regiuni ale creierului, care separau cele două grupuri. Aceste modele sunt cunoscute sub numele de conectivitate funcțională sau conectom funcțional.
Ei au derivat un sistem de punctaj, cunoscut sub numele de conectom de reziliență-vulnerabilitate Alzheimer (ARC score), care putea distinge superîmbătrânitorii de persoanele cu Alzheimer cu o precizie de aproximativ 85%.
Cercetătorii au aplicat apoi sistemul lor de punctaj la peste 1.300 de persoane cu vârste între 55 și 70 de ani care nu prezentau semne de deficiență cognitivă. Aceștia au găsit o gamă de scoruri intermediare, scorurile mai mici indicând o activitate cerebrală mai asemănătoare superîmbătrânitorilor și scorurile mai mari indicând o activitate cerebrală mai asemănătoare celor cu Alzheimer.
La momentul imaginării, nu existau diferențe cognitive clare între persoanele care au obținut scoruri mai mari sau mai mici, dar au apărut diferențe în datele pe termen lung.
„Am folosit scorul ARC pentru a prezice cât de probabil este ca acest pacient să dezvolte o deficiență cognitivă ușoară sau boala Alzheimer,” a spus Zhao.
Seturile de date au variat în funcție de amploarea datelor longitudinale, cele mai lungi având până la 12 ani, dar majoritatea având între cinci și șase ani, a explicat Zhao. Chiar și într-o perioadă relativ scurtă, totuși, scorurile ARC de bază au demonstrat valoare predictivă.
Cei cu scoruri mai asemănătoare celor cu Alzheimer au prezentat un declin cognitiv mai rapid, măsurat prin teste standard de memorie, atenție și funcție executivă. Cei cu cele mai multe scoruri asemănătoare superîmbătrânitorilor au arătat cele mai lente declinuri.
„Am comparat scorul ARC cu biomarkerii existenți
