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Neuron:痴呆症在大脑神经网络中传播的新模式

来源:本站原创 2019-10-16 01:16

2019年10月16日 讯 /生物谷BIOON/ --在一项新研究中,加州大学旧金山分校的科学家使用脑部连接图谱来预测额颞叶痴呆(FTD)患者脑萎缩的扩散情况,他们提供的最新证据表明,与痴呆症相关的脑细胞的损失是通过突触连接建立的大脑网络而扩散的。该结果提高了科学家对神经退行性疾病如何扩散的认识,并有助于开发新的,有效缓解这类疾病的恶化的疗法以及新型的评估手段。

UCSF神经学助理教授Jesse Brown博士说:“我们的研究揭示了痴呆症如何传播,打开了了解该疾病生物学机制的窗口,即能够找到我们大脑细胞或神经回路的最脆弱的部分”。


(图片来源:Www.pixabay.com)

FTD是60岁以下人群中最常见的痴呆症类型,其症状体现在语言和行为等方面。与阿尔茨海默氏病一样,FTD症状的多样性反映出神经退行性疾病在患者大脑中的扩散方式存在显著差异。这种差异性使得科学家们难以寻找解决脑萎缩的药物,也难以进行临床试验来评估一种新型疗法是否有效阻止了疾病的恶化。

该研究的资深作者,神经病学和病理学教授William Seeley博士先前的研究揭示了痴呆症患者大脑中多种形式的脑萎缩模式,这一发现极大地影响了痴呆症研究领域。

在他们于10月14日在《Neuron》杂志上发表的新研究中,Seeley及其同事通过研究基于大脑扫描得到的神经网络图,很好地预测了FTD患者脑萎缩的扩散情况。

研究人员招募了42名行为变异性额颞痴呆(bvFTD)患者,这是一种导致患者表现出不良社交行为的FTD患病形式,另外30名患者则具有语义变异的原发性进行性失语症(svPPA),这是主要影响患者语言能力的另外一种FTD形式。在实验开始前,这些患者均接受“基线” MRI扫描,以评估现有大脑退化的程度,然后在约一年后进行随访扫描,以测量其疾病的进展情况。

研究人员首先假设,脑退化始于某些特别脆弱的位置,然后扩散到解剖学上相连的大脑区域。 对此,他们首先估计了每位患者的基线扫描所见的脑萎缩开始部位。然后,他们使用相同的标准化连接图来预测一年后进行的后续扫描中最可能扩散患者脑萎缩的位置,并将这一预测的准确性与其他预测方法的准确性进行比较。
他们发现,两种特殊的连通性测量方法大大提高了他们对给定大脑区域在基线和后续脑部扫描之间出现脑萎缩可能性的预测准确率。一个称为“到震中的最短路径(nodal hazard)”,而另一个称为“节点危害(nodal hazard)”。

研究人员表明,平均而言,这两种网络连通性指标比现有的预测方法更加准确地预测了疾病向新大脑区域的扩散可能性。在许多情况下,该疾病完全绕过了与已经萎缩的区域相邻但在解剖学上不相连的大脑区域,而是跳到了功能连接更紧密的区域。

该发现除了提供了有关FTD扩散脑萎缩的机制的生物学见解之外,还将为开发治疗方法提供信息,例如可以预测科学家们提供有关治疗是否有效改变疾病恶化。研究人员还可以更好地预测萎缩将如何在大脑中扩散,以帮助患者及其家属适应疾病发展过程中可能出现的症状。(生物谷Bioon.com)


原始出处:Jesse A. Brown, Jersey Deng, John Neuhaus, Isabel J. Sible, Ana C. Sias, Suzee E. Lee, John Kornak, Gabe A. Marx, Anna M. Karydas, Salvatore Spina, Lea T. Grinberg, Giovanni Coppola, Dan H. Geschwind, Joel H. Kramer, Maria Luisa Gorno-Tempini, Bruce L. Miller, Howard J. Rosen, William W. Seeley. Patient-Tailored, Connectivity-Based Forecasts of Spreading Brain Atrophy. Neuron, 2019; DOI: 10.1016/j.neuron.2019.08.037

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