Flexibilitetstest avslöjar Alzheimers
Kognitivt flexibilitetstest avslöjar subtila tecken på Alzheimers hos friska äldre
Ny forskning publicerad i Alzheimers Research & Therapy tyder på att små förändringar i hur hjärnan bearbetar information kan fungera som en tidiga varningstecken på Alzheimers sjukdom, även hos personer som fortfarande verkar kognitivt friska. I en grupp äldre afroamerikanska personer utan tecken på demens fann studien att högre nivåer av en blodbaserad biomarkör var kopplad till både minskad flexibilitet i hur minnesrelaterade hjärnregioner fungerar tillsammans och lägre poäng på en uppgift som mäter generalisering - förmågan att tillämpa det man lärt sig i nya situationer, kognitiva tester och blodprov för att upptäcka Alzheimers risk innan traditionella minnestester upptäcker ett problem.
Alzheimers sjukdom är ett progressivt tillstånd som gör at hjärnceller dör, vilket gradvis försämrar minnet och tänkandet. Det tros börja långt innan märkbara symtom uppträder, med ansamling av onormala proteiner som amyloid-beta-plack och tau-trassel i delar av hjärnan som den mediala tinningloben, som stöder minnet. Dessa förändringar leder så småningom till strukturella skador, funktionsstörningar och kognitiv försämring.
Äldre afroamerikaner löper oproportionerligt hög risk att utveckla Alzheimers, men de är fortfarande underrepresenterade i forskning och kliniska prövningar. Denna underrepresentation härrör delvis från begränsad tillgång till sjukvård och uppfattningen om att vissa forskningsverktyg - som hjärnskanningar som kräver radioaktiva spårämnen - är för invasiva. Blodbaserade tester är mycket mindre betungande och erbjuder ett tilltalande alternativ för att identifiera i riskzonen.
"Alzheimers sjukdom är en progressiv neurodegenerativ störning som börjar påverkar hjärnan år - om inte årtionden - innan kliniska symtom uppstår", säger Miray Budak, en postdoktor vid Aging & Brain Health Alliance vid Rutgers University-Newark.
"Vi är särskilt intresserade av att identifiera tidiga neurala och blodbaserade biomarkörer som kan hjälpa till att upptäcka Alzheimers i dess prekliniska skede, särskilt hos afroamerikanska individer, som löper högre risk för sjukdomen men ändå förblir underrepresenterade i forskningen. Genom att kombinera nya kognitiva bedömningar, neuroimaging och blodbiomarkörer ger vår studie en mer omfattande förståelse för tidiga upptäcktsförändringar."
För att bättre förstå de tidiga tecknen på Alzheimers i denna underrepresenterade grupp studerade forskarna 148 afroamerikaner över 60 år som inte visade några tecken på demens baserat på standardscreeningar. Alla deltagare hade normala poäng på Mini-Mental State Examination och hade inte diagnostiserats med ett neurodegenerativt tillstånd. Forskarna utvärderade varje persons minne med hjälp av en traditionell verbal återkallningsuppgift och utvärderade deras generaliseringsförmåga med hjälp av ett speciellt designat videobaserat spel.
Deltagarna gav också blodprover som analyserades för tre Alzheimers-relaterade biomarkörer: p:tau231, p-tau181 och förhållande mellan två former av amyloid-beta (Aß42 och Aß40). Inom två veckor efter testning genomgick de en MR-skanning för att undersöka hur flexibelt deras mediala temporallobsnätverk förändrades över tid.
För att mäta generalisering använde forskarna ett datoriserat spel som heter Rutgers Acquired Equivalence Task. I det här spelet lär sig deltagarna en serie parningar, ansikte mot fisk över flera stadier och ombeds senare att tillämpa det de har lärt sig på nya, otränade parningar. Denna typ av flexibelt tänkande, eller generalisering, stöds ofta av den mediala temporalloben.
Däremot mättes långtidsminnet med ett mer traditionellt verktyg, Rey Auditory Verbal Learning Test, där deltagarna uppmanas att återkalla en lista med ord efter en fördröjning. Hjärnskanningar i vilotillstånd analyserades för att mäta dynamisk nätverksflexibilitet i den mediala tinningloben - en markör flr hur väl en regionen anpassar sig över tid och stödjer inlärning.
Forskarna fann att deltagare som presterade bättre på generaliseringsuppgiften hade större flexibilitet i sina medial temporallobsnätverk. Detta tyder på att en hjärna som kan förändra och omorganisera förbindelser bättre kan stödja flexibelt tänkande.
Däremot visade prestation på den verbala återkallningsuppgiften ingen koppling till nätverfksflexibilitet, vilket belyser möjligheten att dessa uppgifter mäter olika kognitiva processer.
Därefter undersökte teamet hur blodbiomarkörer var relaterade till dessa kognitiva och hjärnmått. Högre nivåer av plasma p-tau231 - ett proteinfragment associerat med tau-trassel i hjärnan - var starkt kopplade till sämre generaliseringsprestanda och minskad nätverksflexibiltet i den mediala temporalloben. En andra tau-markör, p-tau181, var också associerad med lägre generaliseringspoäng, även om effekten var svagare och inte relaterad till nätverksflexibilitet.
"En av de mest slående fynden var ett generaliseringsprestanda, en relativt enkel kognitiv förmåga bedömd via en videobaserad uppgift, var kopplad till både mediala temporallobens nätverksflexibilitet och plasma-p-tau231-nivåer," sa Budek.
"Detta tyder på att vardagliga kognitiva processer, som att tillämpa inlärd information i nya situationer kan påverkas subtilt hos individer med risk för Alzheimers redan innan kliniska symtom utvecklas. Det belyser också potentialen med att använda datoriserade kognitiva uppgifter för tidig screening."
Ingen av blodbiomarkörerna var kopplade till prestanda på den verbala minnesuppgiften, och inte heller nivåerna av amyloid-beta (mätt med Aß42/ Aß40-förhållandet) förutspådde någon av de kognitiva eller hjärnmåtten.
Tillsammans tyder dessa fynd på att tau-relaterade förändringar, särskilt med p-tau231, kan störa hur flexibla minnessystemet fungerar och hur väl människor kan tillämpa tidigare lärande i nya sammanhang - långt innan minnesförlust blir uppenbar. Dessa resultat bygger på tidigare arbete som visar att generaliseringsförmågan minskar med åldern och kan vara särskilt känsliga för tidiga Alzheimers-relaterade förändringar i hjärnan.
"Det viktigaste är att subtila förändringar i hjärnans funktion och kognition kan upptäckas långt innan märkbara minnesproblem uppstår," förklarade Budak. "Vi fann att högre nivåer av plasma p-tau231 - en framväxande blodbiomarkör för Alzheimers - är förknippade med minskad flexibilitet i mediala temorallobsnätverket och svårigheter med kognitiv generalisering (tillämpa den inlärda informationen på nya situationer), även hos kognitivt friska äldre personer."
"Detta betyder att icke-invasiva verktyg, såsom videobaserade kognitiva uppgifter och MRI-baserade nätverksåtgärder, skulle kunna komplettera blodbaserade biomarköre för att identifiera individer med risk för Alzheimers mycket tidigare är traditionella kognitiva test."
Men som med all forskning finns det vissa begränsningar. Medan studien fokuserade på en grupp med hög risk, följde den inte deltagarna över tid, så det är fortfarande oklart om de observerade skillnaderna i hjärnans funktion och kognition kommer att leda till framtida minnesminskning. Longitudinella studier kommer att behövas för att fastställa hur tidigt dessa förändringar uppträder och om de förutsäger vem som slutligen utvecklar Alzheimers.
"En viktig faktor är att vår studie uteslutande fokuserade på kognitivt oförhindrade äldre afroamerikaner," noterade Budak. "Även om detta är en styrka när det gäller att ta itu med skillnader i Alzheimers forskning, bör framtida studier undersöka om dessa fynd generaliserar till andra ras- och etniska grupper. Dessutom, även om vi observerade signifikanta samband, var detta en tvärsnittsstudie, så vi kan inte fastställa orsakssamband."
"Vårt långsiktiga mål är att förfina och integrera multimodala biomarkörer - som spänner över kognitiva, neuroimaging och blodbaserade åtgärder - för att förbättra tidig upptäckt och interventionsstrategier för Alzheimers sjukdom, därskilt i riskpopulationer. Vi syftar till att undersöka hur genetik och andra blodbaserade biomarkörer påverkar MTL-nätverksflexibilitet och genom att förstå hur dessa neurala förändringar i preklinisk utveckling och genom att förstå dessa kognitiva funktionsförändringar tidigt skapa tillgängliga screeningsverktyg för att vägleda personliga insatser."
Studien kompletterar en växande mängd forskning som visar att subtila störningar i hur hjärnan bearbetar och anpassar information - särskilt i den mediala temporalloben - kan vara ett av de tidigaste tecknen på Alzheimers.
"Vår studie understryker vikten av tidig upptäckt och belyser potentialen hos icke-invasiva screeningsmetoder, inklusive kognitiva bedömningar som inte förlitar sig på traditionella minnestester," sa Budak. "När forskningen om Alzheimers fortskrider kan integrering av blodbiomarkörer med kognitiva och avbildningsbaserade verktyg gen en mer exakt och heltäckande bild av vem som är i riskzonen och när interventioner bör påbörjas."
Kommentarer
Skicka en kommentar