研究揭示了阿尔茨海默氏症对大脑功能的广泛影响

德克萨斯大学达拉斯生命长寿中心(CVL)的科学家们发表了新的证据，表明早期阿尔茨海默病发生的大脑网络模式变化与正常衰老相关的变化不同。

研究结果发表在11月15日的《神经科学杂志》上，也表明阿尔茨海默氏症对大脑功能的影响比以前认为的要广泛。除了像预期的那样检测到支持记忆和注意力的大脑回路的特征变化外，研究人员还发现了涉及感觉和运动处理的回路的明显变化。

行为与脑科学学院心理学副教授、该研究的通讯作者Gagan Wig博士说:“一些阿尔茨海默病伴随的大脑功能障碍，超出了记忆和注意力的范围，甚至在阿尔茨海默病诊断前的轻度认知障碍期间，都可能在很早就被发现。”

研究小组发现，与阿尔茨海默氏症相关的大脑网络变化——大脑中共享相似功能的相互连接区域——与其他与该疾病相关的典型因素无关，比如淀粉样斑块水平升高，当β -淀粉样蛋白块聚集在一起时形成。

Wig说，这种大脑网络功能障碍可能是表征阿尔茨海默病相关认知障碍的一种新方法，并为潜在的治疗提供了一个目标。

“我们已经意识到，我们一直关注的目标可能还不够，包括淀粉样蛋白是阿尔茨海默病的罪魁祸首的想法，我们一直在寻找量化阿尔茨海默病功能障碍的其他方法，在这篇论文中，我们表明，即使你考虑到淀粉样蛋白负担，电路功能障碍仍然存在。”

一个多世纪以来，神经科学家一直通过功能来区分大脑区域和系统。其中一些网络控制感觉或运动操作，而另一些所谓的联想系统则整合并保留这些信息，并监督注意力、记忆和语言。

这种区别可能在区分健康衰老和阿尔茨海默病退化方面发挥关键作用。

“在健康老龄化中，变化似乎主要集中在联想系统上。感觉和运动系统总体上是稳定的。”“例如，一位80岁老人的大脑很可能有明显的联想皮层萎缩，但视觉和听觉皮层可能相对保存得更完好。”

在这项研究中，研究人员检查了年龄和阿尔茨海默病的严重程度对静息状态大脑系统分离的影响，这是对大脑网络组织和完整性的一种衡量标准。研究人员对326名认知健康的人和275名认知受损的人进行了扫描，这些人是阿尔茨海默病神经成像倡议(ADNI)的一部分，该倡议是由美国国立卫生研究院(NIH)部分资助的公私合作伙伴关系。

“有了我们现在拥有的大脑扫描数据，我们可以解释与年龄相关的大脑差异，并观察到痴呆症严重程度特有的变化。通过探索，我们发现痴呆症的恶化不仅与关联系统的改变有关，还与感觉和运动系统的改变有关。”“如果没有庞大的、多站点的ADNI数据库，这项工作是不可能完成的，这些数据库已经提供给了像我们这样的阿尔茨海默病研究人员。”

认知和神经科学博士生iwei Zhang是该论文的第一作者，也是Wig神经成像实验室的成员。他说，阿尔茨海默氏症中受影响的网络相互作用比那些受健康衰老影响的群体更广泛。

“在没有表现出任何认知障碍的老年人中，相互作用的改变主要是在执行类似功能的大脑区域之间，或者在大脑系统内部，然而，在被诊断患有阿尔茨海默病的患者中，执行不同功能的区域(如视觉处理和记忆)之间的相互作用也发生了变化。”

神经科学家一直在努力解释为什么有些人可能有典型的阿尔茨海默病病理——淀粉样斑块和神经原纤维或tau蛋白缠结——但似乎认知能力未受影响。

Wig说，新的发现表明，这种疾病带来的认知功能障碍可能与淀粉样蛋白水平分离的功能网络变化有关。

他说:“这些观察结果为识别在阿尔茨海默病和其他形式的痴呆症的早期阶段最受影响的行为缺陷类型提供了重要线索。”“随着我们继续完善基于大脑网络的阿尔茨海默氏症生物标志物，我们正在寻找一种新的、独特的信息来源，以帮助阿尔茨海默氏症的诊断，并衡量健康个体的疾病风险。”