Нормальное старение и болезнь Альцгеймера по-разному меняют взаимодействие между отделами мозга. Исследование ученых из Лундского университета показало, что характерные для болезни изменения связности мозга могут появляться еще до возникновения когнитивных симптомов. О том, чем эти процессы отличаются от возрастных изменений, — в материале «Известий».

Исследователи изучили данные визуализации мозга более 1 тыс. человек, чтобы сравнить изменения функциональной связности при нормальном старении и накоплении патологических изменений, связанных с болезнью Альцгеймера. Под функциональной связностью понимается то, как разные области мозга взаимодействуют друг с другом. Работа опубликована в журнале Nature Neuroscience.

Ученые обнаружили, что изменения не ограничивались отдельными парами областей мозга. Они одновременно затрагивали несколько его частей и формировали согласованные паттерны. При этом направление изменений при нормальном старении отличалось от того, которое наблюдалось по мере накопления патологии Альцгеймера.

Джонатан Риттмо, аспирант Лундского университета и первый автор исследования

Наш анализ показал, что в процессе нормального строения коммуникация мозга перестраивается по одному определенному паттерну, а по мере накопления патологии болезни Альцгеймера — по совершенно иному.

Авторы обнаружили характерный для болезни паттерн изменений даже у людей с низким уровнем патологии Альцгеймера, у которых при этом не было когнитивных нарушений.

Джонатан Риттмо

Нас удивило то, что характерная картина изменений в мозговой коммуникации была очевидна уже у людей с низким уровнем патологии Альцгеймера, у которых когнитивные функции оставались в норме.

Это указывает на то, что изменения функциональной связности могут проявляться на ранних этапах заболевания — еще до появления заметных когнитивных симптомов.

При накоплении патологии Альцгеймера коммуникация между областями мозга более высокого порядка, которые участвуют в таких функциях, как память, становилась более похожей. Одновременно сенсорные и двигательные области мозга становились более различными по характеру своей коммуникации.

При нормальном старении наблюдалась другая картина. Более похожими становились области, связанные с исполнительными функциями, тогда как другие участки, напротив, различались сильнее.

Таким образом, исследователи пришли к выводу, что влияние старения и болезни Альцгеймера на функциональную связность нельзя рассматривать просто как разную степень одного и того же процесса. Они формируют различные паттерны изменений, связанные с организацией мозга.

В исследовании обнаруженный паттерн функциональной связности оказался сильнее связан с когнитивными функциями, чем с накоплением двух белков, связанных с болезнью Альцгеймера, — амилоида-бета и тау — у людей с когнитивными нарушениями.

Исследователи предполагают, что в дальнейшем подобные изменения коммуникации между отделами мозга могут помочь выявлять связанные с болезнью изменения еще до того, как станет заметно выраженное уменьшение объема отдельных областей мозга или появятся когнитивные симптомы. Авторы также отмечают, что отслеживание функциональной связности потенциально может использоваться для оценки изменений работы мозга.

Авторы подчеркивают, что обнаруженные закономерности пока нельзя использовать для того, чтобы отличать болезнь Альцгеймера от нормального старения у конкретного человека. Сначала необходимо подтвердить результаты на индивидуальном уровне и проверить, способны ли выявленные паттерны предсказывать последующее снижение когнитивных функций.

Согласно выводам авторов, прежде чем паттерны связности можно будет использовать для различения болезни Альцгеймера и нормального старения мозга, обнаруженные на уровне групп закономерности необходимо подтвердить с помощью индивидуальных показателей и выяснить, могут ли они предсказывать последующее когнитивное снижение.

Джонатан Риттмо

Если мы сможем определить последствия этих паттернов взаимосвязи, например, отражают ли они вредный стресс на системном уровне, это в конечном итоге может указать на способы их терапевтического воздействия, к примеру, посредством неинвазивной стимуляции мозга.