加泰罗尼亚开放大学研究表明,阿尔茨海默病在首次症状出现前15至20年就开始在大脑中织网并重塑神经组织。从这一过程发生到疾病被诊断出来,再到进入晚期阶段,大脑会经历一系列变化。如今,一个有加泰罗尼亚开放大学(UOC)参与的国际研究团队开发了一种方法来检测这一连续变化中的差异,从而可以准确评估痴呆症的进展。
该工具分析了疾病进展导致大脑不同区域发生的不均匀退化,这一特征可作为生物标志物来识别这种神经退行性疾病的发生、研究其进展以及评估新药理治疗的有效性。
"我们开发了一个大脑不对称性的一般指数,"加泰罗尼亚开放大学eHealth中心附属的AIWELL(人工智能促进人类福祉)研究小组研究员、发表在开放获取期刊《脑通讯》上的这项研究的第一作者阿格妮丝·佩雷斯·米兰(Agnès Pérez Millan)表示。"我们发现,指数值越高,大脑的不对称性就越强,这与更严重的神经退行性变和更多症状相关,"她说。
灰质损失
随着年龄增长,我们会失去灰质。海马体是大脑中一个海马形状的部分,负责记忆、情绪调节和新学习的生成,是受影响最严重的部分之一。这是一个自然且不可逆的过程,会使左右海马体都变薄。
直到现在,人们一直认为阿尔茨海默病患者的整个大脑都会经历同等程度的退化。然而,在之前的一项研究中,同一研究团队发现,与传统观点相反,这种痴呆的进展并非对称的,而是与健康衰老相比呈现不对称性。
"我们当时正在研究另一种疾病——额颞叶痴呆,这种疾病非常不对称,我们想将患者的脑部与健康患者和阿尔茨海默病患者的脑部进行比较,"同时也是加泰罗尼亚开放大学计算机科学、多媒体和电信学院讲师的佩雷斯·米兰说。
"我们原本假设阿尔茨海默病患者的脑部会与健康个体一样对称,但我们发现事实并非如此。"
阿格妮丝·佩雷斯·米兰,加泰罗尼亚开放大学
他们观察到,尽管健康人群经历对称的灰质损失,而额颞叶痴呆患者则有非常不对称的皮层变薄,阿尔茨海默病患者的情况介于两者之间。这一发现成为这项新研究的起点。
研究阿尔茨海默病病例
在这项研究中,研究人员专注于患有遗传性阿尔茨海默病的患者,这类患者仅占该疾病病例的不到1%。他们使用了来自巴塞罗那医院诊所的60名参与者队列,以及来自华盛顿大学圣路易斯分校(美国)领导的DIAN项目(也包括欧洲患者)的564名个体。
两组患者的磁共振图像均可获得,在某些情况下还有脑脊液样本和血浆神经丝轻链水平的信息,后者是表明神经元损伤的生物标志物。
"磁共振成像为我们提供了图像生成时的大脑图像,可以使用软件处理,为我们提供体积或皮层厚度,"佩雷斯·米兰说。然后研究人员应用了一种算法来测量这种厚度的差异。这使他们能够开发出一个量化灰质不均匀变薄的指数。
"我们发现,通过我们的指数,我们可以区分阿尔茨海默病患者和健康人,"佩雷斯解释说,该指数是一种总体测量,不会给出大脑特定区域的结果。因此,他们无法知道皮层退化最严重的位置。
然而,根据研究作者的说法,这种测量可用于确定疾病的进展,因为阿尔茨海默病在进入痴呆阶段之前会经历不同的阶段。它也将有助于评估治疗阿尔茨海默病的新药物的有效性。
研究的另一个结果是,该工具能够识别出携带APOE4基因型(阿尔茨海默病的最大风险因素之一)且有症状的携带者,以及携带与该疾病相关的基因突变但没有症状的携带者。
目前,研究人员正在努力在一群患有散发型阿尔茨海默病(最常见的痴呆形式)的人群中复制这些结果,以验证该指数。
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