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)的突顯網絡，突顯網絡被破壞得越嚴重，患者經歷的行為變化就越多。

密歇根大學

10月7日

當大多數(shù)人想到失智癥（包括阿爾茨海默病）時，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（University of Michigan，UMich）的一支研究團隊報告了新的線索，這些線索揭示了失智癥相關行為變化最早跡象出現(xiàn)時，患者大腦中可能正在發(fā)生什么。

該研究團隊利用兩種先進的醫(yī)學成像技術，研究了 128 名早期失智癥患者的大腦，揭示了大腦中最關鍵的通信網絡、tau 蛋白與個體行為癥狀程度之間的聯(lián)系。這超出了科學家們對 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的腦區(qū)引起神經纖維纏結）的已知范圍。

這項新研究表明，tau 蛋白破壞了大腦突顯網絡（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)生的事情做出反應至關重要。它還有助于我們處理自己的思想和情緒。

在這張顯示“標準大腦”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生)，紫色的球體顯示了大腦中由所謂的突顯網絡連接的位置。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)生的事情做出反應的能力的關鍵，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，一個人的突顯網絡被破壞得越嚴重，他經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果。論文題目：“突顯網絡分離介導了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）。

研究于2024年10月4日發(fā)表在《Alzheimer's & Dementia》（最新影響因子：13.0）雜志上

盡管對這128 名研究志愿者進行的一次性成像無法顯示因果關系，但 tau 蛋白、突顯網絡破壞與行為變化之間的強烈關聯(lián)十分引人關注，研究團隊表示。

他們呼吁對其他人群的潛在聯(lián)系進行進一步研究，并進行評估隨時間推移的變化的研究，以探索構成突顯網絡的連接腦細胞的通路可能發(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來靶向突顯網絡，是否能減緩早期失智癥患者的行為變化。

這項研究由基于認知與神經調節(jié)干預研究計劃（Research Program on Cognition and Neuromodulation Based Interventions ，RP-CNBI）的研究人員完成，該項目由 Alexandru D. Iordan 博士和項目負責人 Benjamin M. Hampstead 博士領導。兩人均為密歇根大學醫(yī)學院精神病學系的教職人員。

作為這項新研究的主要作者，神經科學家 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，而是通過大腦中特定網絡（突顯網絡）的功能障礙相關聯(lián)。這一網絡受影響程度越大，行為癥狀就越嚴重。”

他補充道：“這是第一項將個體生物標志物狀態(tài)與這種網絡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絡，每個網絡都連接著大腦中相距甚遠的區(qū)域。他們使用了一種稱為網絡分離指數(shù)（network segregation index）的衡量標準，來評估每個網絡相對于其他腦部網絡的功能獨立性。

他們將 fMRI 結果與志愿者接受的一系列神經心理學測試和行為問卷的結果相結合。他們還查看了正電子發(fā)射斷層掃描（PET）的結果，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的蛋白 β-淀粉樣蛋白。

突顯網絡是這三個網絡中唯一一個其完整性水平與 tau 蛋白的存在以及失智癥相關行為問題的嚴重程度相關的網絡。默認模式網絡（default-mode network）似乎起到輔助作用。研究的第三個網絡稱為額頂網絡（frontoparietal network），與行為癥狀無關。

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絡的問題或該人的行為癥狀水平無關。

Iordan 指出，已知突顯網絡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、快速進展的失智癥類型）的發(fā)病過程。

生物標志物應用和神經調節(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險生物標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。

進一步的研究還有助于解釋甚至預測失智癥患者行為變化的發(fā)生時間和認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險最早可檢測跡象人群的方法，甚至在認知能力發(fā)生變化之前。

但對Iordan及其同事來說，最令人興奮的是什么？

“我們的發(fā)現(xiàn)為我們提供了潛在干預的功能靶點，”他說，“由于 Hampstead 博士領導的一項更大規(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果，請繼續(xù)關注。”

在 Hampstead 的領導下，RP-CNBI 的研究人員正在使用神經心理學工具、各種類型的神經成像、電和磁腦刺激以及康復技術來開發(fā)和應用阿爾茨海默病和相關失智癥的非藥物治療方法。

創(chuàng)立于1817年的密歇根大學

參考文獻

Source：University of Michigan

Brain network study reveals clues about dementia's behavior changes

Reference：

Iordan AD, Ploutz-Snyder R, Ghosh B, et al. Salience network segregation mediates the effect of tau pathology on mild behavioral impairment. Alzheimer's Dement. 2024; 1-11. https://doi.org/10.1002/alz.14229

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       原文標題 : 腦網絡研究揭示失智癥患者行為改變的線索