Ученые Медицинской школы Стэнфордского университета (Stanford Medicine) в сотрудничестве с коллегами из других институтов США разработали метод, способный по особенностям активности мозга прогнозировать риск развития болезни Альцгеймера и когнитивного снижения за годы до проявления клинических симптомов.
Согласно исследованию, особенности функциональных связей между различными отделами мозга могут быть ранним показателем устойчивости мозга к болезни Альцгеймера или уязвимости перед ней.
«Супер-эйджеры» и лица с болезнью Альцгеймера
В рамках исследования ученые с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) изучили активность мозга в состоянии покоя у людей в возрасте 75 лет и старше. Сравнили две разные группы: лиц с диагнозом болезни Альцгеймера и так называемых «супер-эйджеров» (Super Agers) — пожилых людей, чьи возможности памяти соответствуют показателям 45-летних людей, и при этом их исполнительные функции находятся в пределах возрастной нормы.
Ткань функционального коннектома мозга, то есть функциональных связей между различными отделами, показала, что эти две группы имеют разные особенности активности мозга. Именно на основе этих различий ученые создали оценочную модель, которую смогли применить и к более молодым людям без когнитивных нарушений.
ARC балл — новая мера устойчивости мозга и уязвимости к болезни Альцгеймера
Исследователи разработали специальную систему оценки — балл коннектома устойчивости и уязвимости к болезни Альцгеймера (Alzheimer’s Resilience-Vulnerability Connectome — ARC score). Он оценивает особенности функциональных связей мозга и определяет, насколько паттерны активности мозга человека приближаются к картине, характерной для «супер-эйджеров» или лиц с болезнью Альцгеймера. Значение AUC (площадь под кривой), использованное для оценки разделительной способности системы оценки, составило 0,85, что указывает на возможность четкого выявления различий между этими двумя группами.
Затем исследователи оценили, насколько эта система (балл ARC) могла прогнозировать когнитивное снижение у 1 315 человек в возрасте от 55 до 70 лет. У участников в начале исследования когнитивные нарушения отсутствовали.
За участниками наблюдали в течение различной продолжительности. Период наблюдения составлял максимум 12 лет, хотя в большинстве случаев продолжался 5–6 лет.
Несмотря на то, что первоначально когнитивные возможности лиц с высокими и низкими баллами в начале исследования существенно не отличались, длительное наблюдение показало разные результаты. У участников с высоким баллом ARC со временем наблюдалось более быстрое ухудшение памяти, внимания и исполнительных функций. У лиц же с низким баллом, чьи функциональные связи мозга были похожи на показатели «супер-эйджеров», когнитивное снижение было самым медленным.
Ученые сравнили прогностическую способность балла ARC с существующими демографическими, генетическими и биологическими показателями, в том числе с биомаркерами амилоид-бета и тау (основные биомаркеры болезни Альцгеймера). Оказалось, что балл ARC мог прогнозировать когнитивное снижение так же, а в некоторых случаях и лучше, чем эти показатели. При этом, когда ученые использовали балл ARC вместе с данными других биомаркеров, прогностическая способность возрастала еще больше.
Перспективы профилактики и значение метода
Болезнь Альцгеймера начинает развиваться задолго до проявления когнитивных симптомов. Именно поэтому оценка риска заболевания на раннем этапе особенно важна — она создает возможность планирования целевых вмешательств в будущем. В их числе рассматриваются когнитивные упражнения и транскраниальная магнитная стимуляция (техника неинвазивной нейромодуляции), которые могут повлиять на особенности активности мозга. Однако эти подходы с целью профилактики когнитивного снижения пока не испытывались, и неизвестно, сможет ли изменение активности мозга изменить процесс развития заболевания.
На данном этапе балл ARC не является диагностическим средством. Это дополнительный инструмент для оценки функционального состояния мозга и уязвимости к когнитивному снижению. При этом балл отражает лишь временную картину состояния человека, а не его неизменное будущее — паттерны активности мозга с возрастом и под влиянием различных факторов могут меняться.
Конечная цель авторов исследования — выяснить, возможно ли формирование таких паттернов активности мозга, которые будут способствовать когнитивной устойчивости и снизят риск развития болезни Альцгеймера.
