Hälsosamt åldrande och semantisk demens
Hur hjärnanslutning skiljer sig i hälsosamt åldrande och semantisk demens
En ny studie publicerad i tidskriften Cortex belyser hur hjärnnätverkets organisation skiljer i hälsosamt åldrande och semantisk demens. Forskare fann att äldre upplever förändringar i balansen mellan strukturell och funktionell hjärnanslutning, som är kopplade till kognitiv prestation. Dessa förändringar verkar vara mer utbredda och diffusa i hälsosamt åldrande, medan semantisk demens är associerad med mer lokaliserade förändringar, särskilt i de temporala och parietala regionerna.
Studien tyder på att hjärnan genomgår en dynamisk anpassningsprocess som svar på åldrande och sjukdom, med vissa förändringar som hjälper till att bevara kognitiv funktion och andra bidrar till försämring.
Semantisk demens är en progressiv neurodegenerativ störning som främst påverkar förmågan att förstå och återkalla betydelser av ord, föremål och begrepp. Det klassificeras som en undertyp av frontotemporal demenssjukdom och skiljer sig från andra former av demens, såsom Alzheimers sjukdom, eftersom det främst riktar sig mot de främre temporala loberna snarare än att orsaka omfattande minnesförlust.
Patienter med semantisk demens kämpar ofta med ordsökningssvårigheter och kan så småningom förlora förmågan att känna igen bekanta föremål och ansikten, även om deras minne från de senaste händelserna och deras förmåga att utföra dagliga uppgifter kan förbli relativt intakt i de tidiga stadierna.
Studierna motiverades av behovet av att bättre förstå hur åldrande och neurodegenerativa sjukdomar som semantisk demens förändrar hjärnans anslutningsmöjligheter och hur dessa förändringar i både strukturella och funktionella nätverk, med de främre regionerna i hjärnan som särskilt påverkas. Däremot leder semantisk demens till mer lokaliserade skador, särskilt i de temporala och parietala områdena.
Dessa skillnader väcker viktiga frågor huruvida hjärnan kompenserar för för strukturell nedgång genom att omorganisera sina funktionella nätverk och om denna omorganisation är fördelaktig eller skadlig för kognitiva förmågor.
"Vi upplever alla kognitiva och hjärnförändringar med stigande ålder, men dessa förändringar blandas med effekterna av neurodegeneration hos patienter som lider av åldersrelaterad sjukdom som Alzheimers sjukdom eller semantisk demens. Det är avgörande att särskilja de specifika egenskaperna förknippade me fysiologiskt åldrande och patologier för att identifiera tidiga markörer för neurodegeneration", säger studieförfattaren Thomas Hinault, en forskarassistent vid INSERM.
Hjärnan fungerar som ett stort nätverk av sammankopplade regioner som kommunicerar med varandra för att stödja tankar, minne och beteende. Detta nätverk studeras ofta i termer av strukturell anslutning, vilket hänvisar till de fysiska kopplingarna mellan olika hjärnområden genom vita substansbanor, och funktionell anslutning, som beskriver hur olika hjärnregioner samverkar baserat på aktivitetsmönster.
Studien inkluderade 14 yngre (20-30 år), 19 äldre (51-75 år) och 12 personer me semantisk demens (56-80 år). Alla deltagare genomgick hjärnavbildning med två olika tekniker: diffusionsviktad avbildning (DWI) för att kartlägga strukturella hjärnanslutningar och funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) för att mäta hjärnaktivitet. Deltagarna genomförde också kognitiva test som bedömde minne, exekutiv funktion och språkförmågor.
Forskarna använde en teknik som kallas multiplex hjärnnätverksanalys, som gjordeet möjligt för dem att undersöka hur väl strukturella och funktionella nätverk var anpassade. Två nyckelmått användes för att bedöma nätverksorganisation: multiplexdeltagande-koefficienten, som indikerar hur integrera en hjärnregion är över strukturella och funktionella nätverk, och multiplexklustrings-koefficienten, som återspeglar hur isolerade eller segregerade vissa hjärnregioner är.
Studien avslöjade distinkta mönster av förändringar i hjärnanslutning i hälsosamt åldrande och semantisk demens.
Bland friska äldre observerade forskarna en minskning av likheten mellan strukturella och funktionella nätverk, särskilt i frontalregionerna. Detta tyder på att när människor åldras blir hjärnaktivitetsmönster mer oberoende av strukturella vägar.
Intressant nog var denna minskade likhet associerad med bättre kognitiv prestation, vilket indikerar att hjärnan kan anpassa sig genom att omorganisera funktionella anslutningar för att kompensera för strukturell nedgång. Men samtidigt visade de äldre också ökad nätverksklustring i frontalregionerna, vilket var kopplat till sämre kognitiv prestation. Detta tyder på att även om vissa nätverksförändringar kan vara fördelaktiga, kan andra bidra till kognitiv försämring.
Hos individer med semantisk demens fann forskarna ökad likhet mellan strukturella och funktionella nätverk, särskilt i de temporala och parietala regionerna. Till skillnad från hälsosamt åldrande var denna ökade likhet associerad med kognitiv försämring, särskilt i exekutiv funktion och problemlösningsförmåga. Dessutom visade dessa individer ökad klustring i de temporoparietala regionerna, vilket också var kopplat till sämre kognitiv prestation. Dessa fynd tyder på att vi semantisk demens kämpar hjärnan för att anpassa sig funktionellt till strukturella skador, vilket leder till stelare och mindre flexibla anslutningsmönster.
"Patienter som lider av samma tillstånd kommer att visa en starkare nedgång i vardagslivets autonomi än andra," sa Hinault.
"Denna heterogenitet kommer delvis från hur sjukomen påverkar hjärnans struktur och om detta kompenseras i kommunikationen över hjärnregioner."
Det finns begränsningar att ta hänsyn till. Urvalsstorleken var relativt liten, särskilt för gruppen semantisk demens, vilket kan begränsa resultatens generaliserbarhet.
Dessutom var studien tvärsnitt, vilket betyder att den bara fångade en ögonblicksbild av hjärnanslutning vid en enda tidspunkt. Forskarna genomför för närvarande uppföljningsstudier för att undersöka de strukturella och funktionella förändringar som observerats i denna studie kan förutsäga framtida kognitiv nedgång.
"Vi genomför för närvarande longitudinell forskning för att avgöra hur mycket förändringarna vi rapporterar på hjärnans strukturella eller funktionella nivå är förknippade med kognitiva förändringar (minne, resonemang) under de följande åren," sa Hinault. "Detta skulle ha viktiga konsekvenser för att förbättra patienternas prognos."
Kommentarer
Skicka en kommentar