腦網(wǎng)絡(luò)研究揭示失智癥患者行為改變的線索

一項新研究發(fā)現(xiàn)大腦中的 tau 蛋白會破壞連接多個腦區(qū)的突顯網(wǎng)絡(luò)，突顯網(wǎng)絡(luò)被破壞得越嚴(yán)重，患者經(jīng)歷的行為變化就越多。

當(dāng)大多數(shù)人想到失智癥（包括阿爾茨海默?。r，他們可能首先想到的是記憶力喪失。但失智癥還會改變一個人的行為方式，無論是讓他們變得易怒或沮喪，還是讓他們變得抑郁、焦慮或淡漠，甚至改變他們的整個性格。

隨著時間的推移，這些行為變化對他們生活的破壞程度，與喪失清晰思考或記憶能力不相上下?，F(xiàn)在，密歇根大學(xué)（University of Michigan，UMich）的一支研究團(tuán)隊報告了新的線索，這些線索揭示了失智癥相關(guān)行為變化早跡象出現(xiàn)時，患者大腦中可能正在發(fā)生什么。

該研究團(tuán)隊利用兩種先進(jìn)的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，研究了 128 名早期失智癥患者的大腦，揭示了大腦中關(guān)鍵的通信網(wǎng)絡(luò)、tau 蛋白與個體行為癥狀程度之間的聯(lián)系。這超出了科學(xué)家們對 tau 蛋白在更晚期失智癥患者中所起作用（即在思維和記憶相關(guān)的腦區(qū)引起神經(jīng)纖維纏結(jié)）的已知范圍。

這項新研究表明，tau 蛋白破壞了大腦突顯網(wǎng)絡(luò)（Salience network）的完整性。這一特定腦區(qū)之間的連接通道對我們理解和決定如何對周圍發(fā)生的事情做出反應(yīng)至關(guān)重要。它還有助于我們處理自己的思想和情緒。

在這張顯示“標(biāo)準(zhǔn)大腦”的圖像中(由數(shù)百名沒有參與這項研究的參與者的平均大腦掃描產(chǎn)生)，紫色的球體顯示了大腦中由所謂的突顯網(wǎng)絡(luò)連接的位置。這些相互聯(lián)系的區(qū)域是我們理解和決定如何對周圍發(fā)生的事情做出反應(yīng)的能力的關(guān)鍵，并幫助我們處理自己的想法和情緒。

研究人員發(fā)現(xiàn)，tau 蛋白存在的情況下，一個人的突顯網(wǎng)絡(luò)被破壞得越嚴(yán)重，他經(jīng)歷的行為變化就越多。他們在《阿爾茨海默病與失智癥》（Alzheimer's & Dementia）雜志上報告了他們的研究結(jié)果。論文題目：“突顯網(wǎng)絡(luò)分離介導(dǎo)了tau蛋白病理對輕度行為障礙的影響”（Salience network segregation mediates the effect of tau pathology on mild behavioral impairment）。

盡管對這128 名研究志愿者進(jìn)行的一次性成像無法顯示因果關(guān)系，但 tau 蛋白、突顯網(wǎng)絡(luò)破壞與行為變化之間的強(qiáng)烈關(guān)聯(lián)十分引人關(guān)注，研究團(tuán)隊表示。

他們呼吁對其他人群的潛在聯(lián)系進(jìn)行進(jìn)一步研究，并進(jìn)行評估隨時間推移的變化的研究，以探索構(gòu)成突顯網(wǎng)絡(luò)的連接腦細(xì)胞的通路可能發(fā)生了什么，并探索它與 tau 蛋白積累和多年來的行為變化之間的關(guān)系。

他們還希望測試通過從顱外施加輕微電流或磁場并借助精確成像引導(dǎo)來靶向突顯網(wǎng)絡(luò)，是否能減緩早期失智癥患者的行為變化。

這項研究由基于認(rèn)知與神經(jīng)調(diào)節(jié)干預(yù)研究計劃（Research Program on Cognition and Neuromodulation ba[x]sed Interventions ，RP-CNBI）的研究人員完成，該項目由 Alexandru D. Iordan 博士和項目負(fù)責(zé)人 Benjamin M. Hampstead 博士領(lǐng)導(dǎo)。兩人均為密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院精神病學(xué)系的教職人員。

作為這項新研究的主要作者，神經(jīng)科學(xué)家 Iordan 表示：“我們所觀察到的是，tau 蛋白病理的存在與行為癥狀之間并非直接相關(guān)，而是通過大腦中特定網(wǎng)絡(luò)（突顯網(wǎng)絡(luò)）的功能障礙相關(guān)聯(lián)。這一網(wǎng)絡(luò)受影響程度越大，行為癥狀就越嚴(yán)重。”

他補(bǔ)充道：“這是第一項將個體生物標(biāo)志物狀態(tài)與這種網(wǎng)絡(luò)功能障礙以及阿爾茨海默病譜系人群的行為癥狀聯(lián)系起來的研究。”

兩種腦部成像

研究團(tuán)隊使用功能磁共振成像（fMRI）來研究每位志愿者的腦部，并追蹤了三個不同的網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)都連接著大腦中相距甚遠(yuǎn)的區(qū)域。他們使用了一種稱為網(wǎng)絡(luò)分離指數(shù)（network segregation index）的衡量標(biāo)準(zhǔn)，來評估每個網(wǎng)絡(luò)相對于其他腦部網(wǎng)絡(luò)的功能獨立性。

他們將 fMRI 結(jié)果與志愿者接受的一系列神經(jīng)心理學(xué)測試和行為問卷的結(jié)果相結(jié)合。他們還查看了正電子發(fā)射斷層掃描（PET）的結(jié)果，該掃描顯示了受試者的大腦中是否含有過量的 tau 蛋白以及另一種與阿爾茨海默病相關(guān)的蛋白 β-淀粉樣蛋白。

突顯網(wǎng)絡(luò)是這三個網(wǎng)絡(luò)中一個其完整性水平與 tau 蛋白的存在以及失智癥相關(guān)行為問題的嚴(yán)重程度相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)。默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)（default-mode network）似乎起到輔助作用。研究的第三個網(wǎng)絡(luò)稱為額頂網(wǎng)絡(luò)（frontoparietal network），與行為癥狀無關(guān)。

這項新研究表明，與 tau 蛋白不同，一些志愿者大腦中僅存在 β-淀粉樣蛋白與突顯網(wǎng)絡(luò)的問題或該人的行為癥狀水平無關(guān)。

Iordan 指出，已知突顯網(wǎng)絡(luò)還參與某些精神疾病和額顳葉失智（一種主要為行為和人格改變的早期起病、快速進(jìn)展的失智癥類型）的發(fā)病過程。

生物標(biāo)志物應(yīng)用和神經(jīng)調(diào)節(jié)的潛力

Iordan 指出，tau 蛋白和淀粉樣蛋白的 PET 掃描現(xiàn)在在臨床上用于失智癥的診斷，以及用于管理旨在減少淀粉樣蛋白積聚的新藥物治療，目的是減緩認(rèn)知能力下降。

但能夠檢測 tau 蛋白和 β-淀粉樣蛋白存在并將其作為失智癥風(fēng)險生物標(biāo)志物的血液檢測也已開始提供。他說，由于這些血液檢測比 PET 掃描便宜得多，因此在未來研究 tau 蛋白在行為變化中的作用時也可能會更有用。

進(jìn)一步的研究還有助于解釋甚至預(yù)測失智癥患者行為變化的發(fā)生時間和認(rèn)知能力下降速度的差異。這也可能找到識別行為變化是失智癥風(fēng)險早可檢測跡象人群的方法，甚至在認(rèn)知能力發(fā)生變化之前。

但對Iordan及其同事來說，令人興奮的是什么？

“我們的發(fā)現(xiàn)為我們提供了潛在干預(yù)的功能靶點，”他說，“由于 Hampstead 博士領(lǐng)導(dǎo)的一項更大規(guī)模的研究正在評估向大腦施加不同劑量的微弱電流的效果，我們很快就能看到大腦刺激是否會改變這些關(guān)系。這項更大規(guī)模的研究即將完成，我們非常期待看到研究結(jié)果，請繼續(xù)關(guān)注?！?/span>

在 Hampstead 的領(lǐng)導(dǎo)下，RP-CNBI 的研究人員正在使用神經(jīng)心理學(xué)工具、各種類型的神經(jīng)成像、電和磁腦刺激以及康復(fù)技術(shù)來開發(fā)和應(yīng)用阿爾茨海默病和相關(guān)失智癥的非藥物治療方法。