アルツハイマー病の患者に見られる変化は早く現れ、認知機能の症状が現れる前にも出現します。これらの発見は Nature Neuroscience に掲載されました。
アルツハイマー病における神経細胞の死は、特定の脳領域の萎縮を招き、それは病気が進行した後期にはっきりと現れます。しかし、脳の異なる部位がどのように通信するか、すなわち機能的結合性は、病気とともに変化します。ただし、結合性の変化は正常な加齢にも生じます。ルンド大学の准教授補であるヤコブ・フォーゲルとそのチームは、1000名を超える人々の脳画像を詳しく検討し、正常な加齢とアルツハイマー病病理の蓄積に伴う脳の部位間の通信の変化を調べました。
“認知機能の症状が現れる前に、p-tau217 のような血液マーカーがアルツハイマー病の兆候を示すことはすでにわかっています。私たちを驚かせたのは、認知機能が正常な段階の低レベルの病理を持つ人々にも、脳の通信の特徴的な変化パターンがすでに現れていたことでした。”と、ルンド大学の博士課程学生ジョナタン・リットモ、研究の第一著者は語る。
研究者たちは、結合性の変化が単一の領域間の変化にとどまらず、複数の脳部位の間で同時に現れることを検出しました。加齢と病気の軸に沿って異なる方向へと変化するものの、結局は脳全体で協調的なパターンとして現れるのです。健全な脳には、異なるタイプの領域がどのように通信するかを説明するいくつかの主要な組織的“方向”が存在します。これを水彩画になぞらえることができます。色と色は自然と区別しやすいものもあれば、似通っているものもあります。脳の結合性が変化すると、これらの違いのいくつかは薄まり、色が希薄になるように見える一方で、他の違いはより鋭く、はっきりと浮かび上がることもあります。重要なのは、これらの変化が脳全体で協調したパターンとして同時に生じる点です。
「私たちの分析は、正常な加齢の過程で脳の通信が一つの特定のパターンへと再編成され、アルツハイマー病の病理が蓄積するにつれて、極めて特徴的で異なるパターンへと再編成されることを示しています」とジョナタン・リットモは説明します。
加齢とアルツハイマー病病理はしばしば同時に起こることが多いですが、本研究の発見は、機能の影響が単に同じ過程の異なる程度ではなく、別個のパターンとして発展していることを示唆しています。アルツハイマー病においては、記憶などの機能に関与する高次の脳領域の通信パターンがより類似していく一方、感覚・運動領域はより異なる特徴を示すようになりました。正常な加齢では、実行機能に関与する領域がより類似する一方で、他の領域はより明確に区別されるという別のパターンが見られます。ヤコブ・フォーゲルは、彼らの発見は概念的転換を提案していると考えています。「結合性の増加と減少を、個々の脳領域の孤立した影響として捉えるのではなく、脳の基盤となる組織によって形作られた大きなパターンの一部として解釈する必要がある」という趣旨です。
現在の研究で得られた結合パターンがアルツハイマー病と正常な脳の老化を区別するのに用いられる前に、現在の研究で見つかった群レベルのパターンを個人レベルの測定で検証し、後の認知機能低下を予測できるかを確かめる必要があります。この作業は現在も進行中です。
本研究では、結合パターンは、認知機能の低下よりもアルツハイマー病関連タンパク質であるアミロイドβとタウの蓄積と強く関連していたわけではなく、認知機能との関連の方がより強いことが示されました。長期的には、これらの結合パターンは、明確な脳萎縮や認知症状が現れる前の段階でアルツハイマー病に関連する脳の変化を特定するのに役立つ可能性があります。脳の結合性をモニタリングすることは、さまざまな介入の効果を評価するのにも有用である可能性があります。ヤコブ・フォーゲルは脳機能が可塑的であるとの見通しを持っており、例えば脳刺激、認知課題、薬物療法などによって改善させることが可能だと楽観的です。
「もしこれらの結合パターンの下流にある影響、たとえば有害なシステムレベルのストレスを反映しているかどうかを特定できれば、最終的には非侵襲的な脳刺激などを通じて治療的に調整する方法へとつながる可能性があります」と彼は結論づけます。
出典： ルンド大学
