Американские нейробиологи под руководством исследователей из Стэнфордского университета научились оценивать риск болезни Альцгеймера за много лет до того, как у человека ухудшится память и в мозге начнут накапливаться токсичные белки. Метод опирается на фоновую активность мозга и одновременно позволяет выявлять людей, чьи умственные способности с возрастом почти не угасают. Статью об этом 4 ноября опубликовал журнал Science Advances.
Сегодня врачи чаще всего ориентируются на известные биомаркеры – бета-амилоид и тау-белок. Однако эти соединения накапливаются уже на поздних этапах болезни, когда клетки мозга повреждены, поясняет старший автор работы Юй Чжан, который преподаёт психиатрию и поведенческие науки в Стэнфордском университете. По его словам, исследователи стремятся находить ранние признаки нарушений, чтобы вовремя вмешиваться в процесс.
Чтобы определить особенности здорового и уязвимого мозга, авторы отказались от привычного подхода, когда долгожителей с ясным умом сравнивают со среднестатистическими сверстниками. Как отметил Юй Чжан, пожилые люди без жалоб на память биологически неоднородны: у некоторых из них в мозге уже развиваются скрытые патологические процессы, что смазывает картину. Вместо этого учёные сопоставили две полярные группы людей старше 75 лет. В первую вошли 110 пациентов с диагностированной болезнью Альцгеймера, во вторую – 180 долгожителей с исключительной сохранностью памяти (так называемых суперэйджеров). Их память соответствовала показателям 45-летних, а способность планировать и контролировать свои действия оставалась в норме. По разным оценкам, такими свойствами обладают около 10% пожилых людей.
Исследователи изучили снимки из трёх крупных американских баз данных, сделанные с помощью функциональной МРТ в состоянии покоя. Этот метод фиксирует, как различные отделы мозга обмениваются сигналами, пока человек неподвижно лежит в томографе. Выяснилось, что у здоровых долгожителей и пациентов с деменцией активность по зонам мозга распределяется по-разному. На основе этих связей – функционального коннектома – команда разработала индекс ARC, который позволил различать две группы с точностью около 85%.
Затем шкалу проверили на более чем 1300 добровольцах в возрасте от 55 до 70 лет, у которых на старте не было когнитивных нарушений. За участниками наблюдали в среднем от пяти до шести лет, а за частью из них – до 12 лет. Хотя поначалу люди с высокими и низкими баллами по индексу ARC одинаково справлялись с тестами, со временем разница стала очевидной. У добровольцев, чья мозговая активность напоминала профиль пациентов с болезнью Альцгеймера, быстрее ухудшались память, внимание и мышление, чаще накапливались амилоидные бляшки, а врачи чаще ставили им этот диагноз. Те же, чьи показатели были близки к долгожителям, дольше сохраняли ясный ум.
По словам ведущего автора исследования Каньхао Чжао, новая модель предсказывает переход к умеренным когнитивным нарушениям или деменции точнее и раньше, чем демографические факторы, генетические риски или тесты на бета-амилоид и тау-белок. Если же объединить индекс ARC с традиционными биомаркерами, прогноз становится ещё надёжнее. Также новый показатель точнее отражает уязвимость к возрастным нарушениям, чем популярная метрика «возраста мозга».
Авторы подчёркивают, что индекс ARC пока нельзя применять, чтобы диагностировать болезнь – он подходит только для оценки рисков. Более того, показатель со временем меняется: с годами доля людей с «защитным» профилем снижается, а травмы головы и нейропсихиатрические расстройства могут сдвигать активность мозга в уязвимую сторону. При этом исследователи надеются, что процесс обратим. Сейчас команда готовит испытания, чтобы проверить, способны ли когнитивные тренировки сместить активность мозга к здоровому образцу. В перспективе для этого также рассматривают транскраниальную магнитную стимуляцию, которую уже применяют при депрессии, но поможет ли она предотвратить болезнь Альцгеймера, учёные пока не знают.
Помимо Стэнфордского университета, в работе участвовали учёные из Детской национальной больницы, Техасского университета в Остине, Лихайского университета, Медицинского колледжа штата Пенсильвания, Нью-Йоркского университета и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Исследование профинансировали Национальные институты здравоохранения США и ряд научных фондов.
