生物科學門戶網站
BIO1000.COM

癡呆症通過連接的大腦網絡傳播

在一项新研究中,加州大学旧金山分校的科学家使用脑部连接图来预测脑萎缩在额颞叶痴呆(FTD)患者中的扩散情况,并增加了越来越多的证据表明与痴呆症相关的脑細胞损失是通过之间的突触连接而扩散的。建立的大脑网络。该结果提高了科学家对神经退行性疾病如何扩散的认识,并可能导致新的临床工具来评估新型疗法如何很好地减缓或阻止这些疾病的预测轨迹。

UCSF记忆与衰老中心神经病学助理教授Jesse Brown博士说:“知道痴呆症如何传播,为了解该疾病的生物学机制打开了一个窗口-我们的細胞或神经回路的哪些部分最脆弱。和UCSF威尔神經科學研究所。“除非您知道自己在治疗什么,否则无法真正设计治疗方法。”

FTD是60歲以下人群中最常見的癡呆形式,它包括一組具有多種語言和行爲症狀的神經退行性疾病。與阿爾茨海默氏病一樣,FTD症狀的多樣性反映出神經退行性疾病在患者大腦中的傳播方式存在顯著差異。這種差異性使得科學家們難以尋找解決方法來確定腦萎縮的生物學驅動因素,也難以進行臨床試驗來評估新型療法是否正在改變患者疾病的進展。

该研究的资深作者,记忆与衰老中心和威尔研究所的神经病学和病理学教授威廉·西利(William Seeley)博士先前的研究通过显示多种形式的痴呆图谱中的脑萎缩模式掀起了痴呆研究的一场巨变。紧密地连接到知名的大脑网络—一组功能相关的大脑区域,它们通过突触连接协同工作,有时距离很远。换句话说,Seeley的工作提出神经退行性疾病不会像肿瘤一样在所有方向上均匀传播,而是可以沿着将这些网络连接在一起的解剖回路从大脑的一部分跳到另一部分。

Brown在10月14日于Neuron發表的新研究中,Seeley及其同事通過檢查健康人基于腦部掃描的神經網絡圖如何很好地預測FTD患者在整個過程中腦萎縮的蔓延,提供了進一步的證據來支持這一觀點。一年。

研究人员在UCSF记忆和衰老中心招募了42名行为变异性额颞痴呆(bvFTD)患者,这是一种导致患者表现出不良社交行为的FTD形式,另外30名患者则具有语义变异的原发性进行性失语症(svPPA)。 FTD的形式,主要影响患者的语言能力。在首次访问UCSF时,这些患者均接受“基线” MRI扫描以评估现有脑退化的程度,然后在约一年后进行随访扫描以测量其疾病进展情况。

研究人員首先基于以下假設:腦退化始于某些特別脆弱的位置,然後擴展到解剖學上相連的大腦區域。爲此,研究人員根據75位健康成年人的功能MRI(fMRI)掃描,建立了175個不同大腦區域主要功能夥伴的標准化地圖。然後,他們確定了哪些網絡最符合給定FTD患者基線腦部掃描所見的腦萎縮模式,並將該網絡的中心樞紐定義爲患者變性的可能震中。

然後,他們使用相同的標准化連接圖來預測一年後進行的後續掃描中最可能擴散患者腦萎縮的位置,並將這些預測的准確性與未考慮功能性網絡連接的其他預測進行比較帳戶。

他们发现,两种特殊的连通性测量方法大大改善了他们对给定的大脑区域在基线和后续脑部扫描之间出现脑萎缩机会的预测。一个称为“震中的最短路径”,它捕获了该区域来自估计的疾病震中的突触“台阶”的数量-本质上是连接这两个区域的神经链中链接的数量,而另一个称为“节点危害” ”代表与给定区域连接的区域中已经有明显萎缩的区域。

布朗說:“就像是一種傳染病,可以通過與'零號患者'的隔離程度以及您直接的社交網絡中已經有多少人來預測您被感染的機會,”

研究人員表明,平均而言,這兩種網絡連通性指標比疾病與患者現有萎縮的簡單直線距離更好地預測了疾病向新大腦區域的擴散。在許多情況下,該疾病完全繞過了與已經萎縮的區域相鄰但在解剖學上不相連的大腦區域,而是跳到了功能連接更緊密的區域。

盡管這種方法顯示出了巨大的希望,但研究人員強調它尚未准備好用于臨床。他們希望通過除其他方法外,通過爲每個患者使用個性化的網絡圖,而不是使用平均連接圖,以及通過爲FTD的特定亞型開發更專業的預測模型,來提高其預測的准確性。

除了該發現提供了有關FTD中腦萎縮擴散機制的生物學見解之外,這將爲正在進行的治療方法提供參考,研究人員還希望這些發現能夠爲評估已經進入臨床試驗的治療方法提供改進的指標,例如爲試驗科學家們提供有關治療是否正在改變疾病進展預測過程的早期見解。研究人員還可以更好地預測萎縮將如何在大腦中擴散,以幫助患者及其家屬適應疾病發展過程中可能出現的症狀。

Seeley說:“我們對這一結果感到興奮,因爲它代表了朝著更精確的醫學類型的方法邁出的重要第一步,該方法可以預測神經退行性疾病的進展並評估治療效果。”

鄭重聲明:本文版權歸原作者所有,轉載文章僅爲傳播更多信息之目的,如作者信息標記有誤,請第一時間聯系我們修改或刪除,多謝。