МРТ позволила найти «начало начал» болезни Альцгеймера

Благодаря применению метода функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) высокого разрешения для прижизненного изучения головного мозга пациентов,  исследователям из Медицинского центра при Колумбийском университете (Нью-Йорк) впервые удалось получить ответы на три ключевых вопроса относительно болезни Альцгеймера (БА) – в каком точно отделе головного мозга и почему именно там она начинается и как происходит распространение связанных с БА патологических изменений. Помимо вклада в понимание природы БА, результаты опубликованного в журнале Nature Neuroscienceисследования позволяют сделать более точной раннюю диагностику заболевания.

Предыдущие исследования показали, что самые ранние связанные с БА нарушения, характеризующиеся изменениями в структуре тау-белка и слипанием фрагментов белка-прекурсора бета-амилоида (APP), начинаются в энторинальной коре – связующем звене в медиобазальной системе памяти. Этот путь включает гиппокамп, принадлежащий к старой, лимбической системе мозга, и прилежащие области височной коры, относящиеся к неокортексу. Известно, что при БА этот путь, проходящий через энторинальную область, повреждается.

Энторинальная кора делится на два функционально различающихся региона – медиальную (срединную) энторинальную кору (MEC) и латеральную (боковую) энторинальную кору (LEC). Для того, чтобы выяснить, какая именно часть энторинальной коры задействована на ранней стадии БА, авторы исследовали с помощью фМРТ высокого разрешения, позволяющей выявить метаболические нарушения в тканях, головной мозг 96 здоровых взрослых пациентов, у которых на тот момент отсутствовали клинические проявления деменции.   

Наблюдение за каждым участником продолжалось в среднем 3,5 года. За этот период у 12 из них были отмечены симптомы БА. Анализ результатов сканирования мозга на старте исследования показал, что у этих 12 человек уже тогда наблюдалось значительное сокращение объема циркулирующей крови – показателя метаболический активности – в LEC по сравнению с участниками, у которых деменция не развилась.

«Мы впервые обнаружили при изучении живого мозга, что БА начинается именно в LEC, — подчеркнул один из авторов работы, профессор Скотт Смолл (Scott A. Small). – LEC– ворота в гиппокамп, который, помимо прочего, играет ключевую роль в процессе перехода кратковременной памяти в долговременную. Если затронута LEC, будут затронуты и функции гиппокампа».

Исследователи также выяснили, что со временем ассоциированные с БА патологические изменения распространяются в другие области мозга, в частности, в теменную кору – регион, с которым связаны различные функции, в том числе ориентация в пространстве и привязка к местности. Авторы предполагают, что БА распространяется в головном мозге по функциональному принципу – дисфункция нейронов в LEC влечет за собой аналогичные изменения в прилегающих связанных с ней областях.

Исследователям также удалось выяснить роль аномалий в тау-белке и APP в развитии дисфункции LEC на доклинической стадии БА. Используя три мышиные модели заболевания, у одной из которых в LECбыл повышен уровень аномального тау-белка, у другой – APP, а у третьей – обоих белков, авторы выяснили, что дисфункция этой области наступает лишь в последнем случае, предположив, что здесь имеет место взаимопотенцирующий эффект.

«Теперь, когда мы поняли, где именно начинается БА, и показали, что эти изменения можно выявить с помощью фМРТ, стало возможной очень ранняя диагностика заболевания на доклинической стадии, когда болезнь еще не распространилась на другие регионы мозга и более доступна для терапии, чем позже», — отметил Смолл, добавив, что новый метод также подходит для оценки эффективности препаратов.