Demens: Metode til hjernekortlægning kan forudsige progression
Spredes demens gradvist og jævnt i alle retninger på tværs af hjernen, eller kan det “hoppe” fra et hjerneområde til et andet? Ny forskning hjælper med at løse spørgsmålet ved at undersøge udviklingen af frontotemporal demens.
Frontotemporal demens (FTD) er en tilstand, hvor hjernens frontale og tidsmæssige forreste lapper krymper eller atrofi. Dette resulterer i to brede kategorier af symptomer: adfærdsmæssige ændringer og sprogproblemer. I modsætning til andre former for demens påvirker FTD ikke rumlig bevidsthed og hukommelse.
Der er i øjeblikket ingen behandlinger til at bremse udviklingen af FTD. Det medicinske samfund har utilstrækkelig viden om, hvordan sygdommen spredes, og hvor forskelligt den udvikler sig mellem individer.
For at hjælpe med at forstå tilstanden satte Dr.William Seeley - en professor i neurologi og patologi ved Memory and Aging Center og Weill Institute ved University of California San Francisco - sammen med sit team sig for at undersøge mønstre for hjerneatrofi progression i FTD.
Dr. Seely og hans kolleger offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet Neuron.
Find det 'patienttilpassede epicenter'
Den nye undersøgelse bygger på tidligere arbejde fra Dr. Seeley, som viste, at hjerneatrofi-mønstre i forskellige former for demens i vid udstrækning overlapper hinanden med velkendte "motorveje" i hjernen.
Disse motorveje er hjernenetværk eller grupper af hjerneområder, der kommunikerer tæt via deres synaptiske forbindelser, der fungerer sammen. Disse hjerneregioner samarbejder, nogle gange langt væk, med de funktionelle hjernenetværk, der muliggør denne fjernkommunikation ved at tjene som "veje".
Dr. Seeleys tidligere arbejde med, hvordan degeneration spredes, viste, at neurodegeneration eller atrofi ikke spredes jævnt som en tumor, men kan "hoppe" fra et hjerneområde til et andet.
Den nye undersøgelse tilføjer dette bevis. Her undersøgte forskerne, hvor godt neurale netværkskort baseret på hjernescanninger fra kognitivt sunde deltagere kan forudsige fremskridt af hjerneatrofi hos mennesker med FTD over 1 år.
For at finde ud af det bad teamet en gruppe på 42 mennesker, der lever med en af to undertyper af FTD, om at have en MR-scanning i begyndelsen af undersøgelsen og en anden omkring 12 måneder senere. På denne måde kunne forskerne se, hvordan sygdommen udviklede sig.
Derefter oprettede forskerne ved hjælp af de funktionelle MR-hjerneskanninger på 75 raske deltagere standardiserede kort over 175 forskellige hjerneområder og de tilsvarende regioner, som de kommunikerede med.
Efter at de havde identificeret hjernenetværkene på denne måde, valgte holdet det ene netværk, der bedst matchede hjerneatrofi-mønsteret, der blev observeret hos en person med FTD.
Dr. Seeley og hans team identificerede og anså centrum for dette specifikke hjernenetværk som det "patienttilpassede epicenter" af hjernedegeneration.
Ved hjælp af de samme standardiserede hjernenetværkskort forudsagde forskerne, hvor atrofi ville sprede sig til over 1 år og sammenlignede deres forudsigelser med MR-scanningerne.
De sammenlignede også nøjagtigheden af deres forudsigelser med forudsigelser, der ikke tog højde for funktionel netværksforbindelse.
Kendskab til 'patientens nul' af hjerneatrofi
Forskerne identificerede især to funktionelle forbindelsesforanstaltninger, der forbedrede nøjagtigheden af deres forudsigelser.
En af dem, kaldet "korteste vej til epicentret", målte antallet af synaptiske forbindelser mellem det oprindelige epicenter og hjerneområdet, som skaden havde spredt sig til.
Den anden foranstaltning, ”nodal fare”, målte antallet af allerede atrofiere hjernearealer, der er forbundet med et hoved, givet hjerneområde.
”Det er som med en smitsom sygdom, hvor dine chancer for at blive smittet kan forudsiges af, hvor mange grader af adskillelse du har fra 'Patient Zero', men også af hvor mange mennesker i dit umiddelbare sociale netværk, der allerede er syge,” siger Jesse A. Brown, undersøgelsens første forfatter.
Han tilføjer, at deres fund forhåbentlig vil hjælpe forskere med at bestemme og målrette mod det næste sygdomssted: "Ligesom epidemiologer er afhængige af modeller for, hvordan smitsomme sygdomme spredes for at udvikle interventioner, der er målrettet mod centrale knudepunkter eller kvælepunkter."
”Neurologer har brug for at forstå de underliggende biologiske mekanismer ved neurodegeneration for at udvikle måder til at bremse eller standse spredning af sygdommen,” tilføjer han.
"Vi er begejstrede for dette resultat, fordi det repræsenterer et vigtigt første skridt mod en mere præcis medicinsk metode til forudsigelse af progression og måling af behandlingseffekter ved neurodegenerativ sygdom."
Dr. William Seeley
Forskerne understreger imidlertid også, at deres metode endnu ikke er klar til klinisk brug. De håber, at deres resultater i fremtiden vil hjælpe med at evaluere potentielle terapier, der er kommet ind i kliniske forsøg.
