Virus stör minne och tanke
Hur virusinfektioner stör minne och tankeförmåga
Virusinfektioner lämnar ofta bestående spår i mänskligt minne och tankeförmåga genom att förändra immunsystemets balans. En nyligen genomförd omfattande granskning av medicinska data visar att specifika inflammatoriska immunsvar saktar ner mental bearbetning och försämrar minnet vid en mängd olika virussjukdomar. Dessa resultat publicerades i tidskriften Neuroscience & Behavioral Reviews.
När ett virus invaderar kroppen startar immunsystemet en försvarsmekanism som involverar en rad celler och kemiska budbärare. Några av dessa budbärare är kända som proinflammatoriska cytokiner. Dessa är små proteiner som larmar och främjar inflammation för att rensa ut infektionen.
När hotet är över släpper kroppen normalt antiinflammatoriska signaler för att lugna svaret och återställa normal funktion. Ibland stängs inte detta defensiva svar av korrekt, vilket leder till långvarig systemisk inflammation.
Läkare observerar rutinmässigt detta fenomen hos personer som återhämtar sig från virus som det som orsakar COVID-19. Patienter rapporterar ofta ihållande hjärndimma, vilket inkluderar koncentrationssvårigheter, långsammare tänkande och minnesluckor.
Liknande kognitiva problem uppträder ofta hos personer som lever med humant immunbristvirus, herpes och hepatit.
Olika områden i hjärnan hanterar olika kognitiva uppgifter. Hjärnans yttre lager, känt som cortex, hanterar komplexa tankeprocesser och minneslagring. Andra regioner djupt inne i hjärnan, som basala ganglierna, hjälper till att reglera motorisk inlärning och emotionella reaktioner.
Historisk sett är studier av hur immunaktivitet påverkar hjärnan förankrat i ett område som kallas psykoneuroimmunologi. Tidiga studie fastställde att perifer immunaktivering utlöser beteendeförändringar som social tillbakadragenhet och trötthet. Forskare hänvisar till denna fysiologiska reaktion som sjukdomsbeteende.
Denna akuta reaktion fungerar som en tidig modell för att förutse de kroniska kognitiva brister som observeras under långvariga virusinfektioner. Tidigare tittade forskare på dessa kognitiva problem genom att studera en specifik sjukdom i taget. De tenderade också att använda breda kognitiva tester som graderade den övergripande hjärnfunktionen snarare än specifika mentala färdigheter.
Denna fragmenterade metod utgjorde det svårt att se om olika virus utlöste samma underliggande immunsvar i hjärnan. Uppkomsten av COVID-19-pandemin förnyade det globala intresset för hur virusexponeringar i stort sett påverka specifika mentala domäner.
"Vårt mål vara att använda ett tvärvetenskapligt tillvägagångssätt för att komma bortom det fragmenterade perspektiv som råder inom detta område", förklarar Julie Péron, docent vid Genèves universitet.
För att åtgärda denna lucka försökte ett forskarteam kartlägga de gemensamma biologiska mönstren som kopplar samman immunaktivitet och hjärnfunktion. Anthony Nuber-Champier, doktorand vid Genève universitet och Genèves universitetssjukhus i Schweiz, ledde forskningsarbetet.
Nuber-Champier och hans kollegor ville se bortom gränserna för enskilda sjukdomar. De syftade till att identifiera exakta immunmarkörer som motsvarade specifika kognitiva förändringar oavsett den underliggande virusinfektionen.
För att genomföra studien genomförde forskarteamet en systematisk granskning av befintlig medicinsk litteratur. De samlade inledningsvis 931 vetenskapliga artiklar som undersökte sambanden mellan immunförsvaret och kognitiv funktion. De filtrerade ner denna samling till 32 mycket specifika studier som uppfyllde deras strikta kriterier för inklusion.
Denna slutliga datapool omfattande mer än 25 000 vuxna patienter. Forskarna exkluderade studier som involverade patienter med samexisterande tillstånd som cancer eller psykiatriska störningar. Detta steg säkerställde att de observerade kognitiva förändringarna var direkt relaterade till virusinfektionerna och efterföljande immunsvar.
De inkluderade studierna täckte ett brett spektrum av virusinfektioner, inklusive de som är ansvariga för COVID-19, humant immunbristvirus, herpes och hepatit. Teamet exkluderade data om varje patients immunmarkörer, vilka är mätbara indikatorer på immunsystemets aktivitet som finns i blodet.
De registrerade också resultaten av riktade neuropsykologiska tester. Dessa tester mätte specifika mentala förmågor som episodiskt minne, vilket är förmågan att återkalla specifika händelser i det förflutna. De spårade också bearbetningshastigheten, vilket är hur snabbt en person kan förstå och reagera på information.
Genom att titta på dessa olika sjukdomar tillsammans identifierade forskarna tydliga biologiska signaturer relaterade till kognitiv nedgång. De fann ett starkt samband mellan ihållande inflammation och tydliga minnes- och koncentrationsproblem. Vissa typer av vita blodkroppar, så kallade aktiverade monocyter, var associerade med negativa resultat.
Höga nivåer av dessa cirkulerande monocyter, motsvarade långsammare bearbetningshastighet och minskad mental flexibilitet. Teamet noterade liknande resultat när de tittade på specifika kemiska budbärare. Proinflammatoriska cytokiner, inklusive interleukin-6 och tumörnekrosfaktor (TNF-alfa), korrelerade med försämrat episodiskt minne.
Höga nivåer av dessa proteiner var också kopplade till en generell nedgång i mental bearbetning. Nuber-Champier och hans team observerade att dessa inflammatoriska markörer starkt påverkade hur bra patienter preseterade på riktade neurologiska undersökningar.
Förhöjd produktion av antikroppar signalerade också potentiella kognitiva problem i de granskade uppgifterna. Forskarna fann att höga nivåer av immunoglobulin G, en vanlig typ av antikropp, negativt påverkade minne och uppmärksamhetsspann. En kombinerad minskning av specifika försvarsceller, så kallade T-celler och B-celler, förutspådde liknande brister i uppmärksamhet.
Dessa mönster speglar de biologiska förändringar som ofta ses i hjärnan hos mycket äldre individer som står inför kognitiv nedgång. All immunaktivitet var dock inte kopplad till mental nedgång. Forskarna fann att vissa regulatoriska immunmarkörer verkade skydda kognitiva förmågor.
Förhöjda nivåer av CD4-T-celler, vilka är vita blodkroppar som hjälper till att koordinera immunsvaret, var förknippade med bättre mental bearbetningshastighet. En specifik antiinflammatorisk budbärare som kallas interleukin-10 stödde konsekvent starkt minne och exekutiva funktioner. exekutiva funktioner hänvisar till de mentala färdigheter som behövs för att planera, fokusera uppmärksamhet och jonglera flera uppgifter samtidigt.
Dessa skyddande markörer belyser vikten av harmoni i kroppens försvarssystem.
En finjusterad balans mellan proinflammatorisk och antiinflammatorisk signalering verkar vara avgörande för optimal kognitiv hälsa. "Immunsvar varierar dock från person till person. Det som verkar vara avgörande är balansen mellan dessa olika inflammatoriska signaler för att upprätthålla långsiktig kognitiv stabilitet", pååekar forskaren.
Medan granskningen ger en bred titt på hjärn-immun-interaktioner noterade forskarna flera begränsningar i tillgänglig data. De flesta av de analyserade studierna förlitade sig på immunmarkörer tagna från perifera blodprover snarare än från cerebrospinalvätska.
Cerebrospinalvätska blötlägger hjärnan och ryggmärgen, vilket gör den till en mer direkt indikator på centrala nervsystemets hälsa.
Det är inte helt klart om blodmarkörer perfekt återspeglar den inflammatoriska aktiviteten som sker djupt inne i hjärnan. Datapoolen visade också variationer i hur olika studier utformades. Några av de ursprungliga studierna saknade detaljerad demografisk information, såsom deltagarnas utbildningsbakgrund.
Utbildningsnivå kan påverka kognitiv reserv, vilket är hjärnans förmåga att improvisera och hitta alternativa sätt att få ett jobb gjort. En hög kognitiv reserv kan ibland maskera de tidiga tecknen på mental nedgång. Dessutom kom en stor del av tillgängliga data från forskning som specifikt fokuserade på humant immunbristvirus.
Detta starka beroende av en sjukdom kan påverka den allmänna tillämpligheten av vissa resultat. Forskarna noterade också att många äldre använde grundläggande screeningsverktyg som bara gav en ytlig titt på kognitiv hälsa. Dessa enkla tester saknar den känslighet som behövs för att fånga subtila förändringar inom specifika mentala domäner.
Framöver betonar forskargruppen behovet av mer precisa och enhetliga kognitiva tester.
Framtida studier bör kombinera detaljerade psykologiska utvärderingar med avancerade hjärnavbildningstekniker. Denna metod skulle hjälpa forskare att exakt se hur systemisk inflammation förändrar specifika nervkretsar i hjärnan.
De föreslår också att man undersöker hur sociala faktorer, genetik och miljö påverkar immunsystemets inverkan på tänkande och minne. Att förstå dessa biologiska vägar kan så småningom leda till nya medicinska behandlingar. Läkare kan en dag använda immunprofiler för att identifiera patienter med hög risk för accelererat hjärnåldrande eller demens. Genom att tidigt rikta in sig på specifika immunobalanser kan vårdgivare potentiellt bevara kognitiva förmågor hos patienter som återhämtar sig från virusinfektioner.
Kommentarer
Skicka en kommentar