经由连接大脑网络痴呆差

大脑映射允许额颞叶痴呆进展的个性化预测

通过 尼古拉斯·魏勒

在新的研究中,太阳2首页的科学家通过大脑的连接图来预测脑萎缩会在个别患者额颞叶痴呆(FTD)传播,增加了越来越多的证据表明,通过之间的突触连接与老年痴呆症的利差相关的大脑细胞的损失建立大脑网络。结果提前科学家如何神经退行性疾病的价差知识,可能会导致新的临床工具,评估慢有多好新的治疗方法或阻止这些疾病的预测轨迹。

知道如何痴呆利差打开一个窗口到疾病的生物学机制 - 什么我们的细胞或神经回路的部分是最脆弱的。

杰西·布朗博士

“知道如何痴呆利差打开一个窗口到疾病的生物学机制 - 什么我们的细胞或神经回路的部分是最脆弱的,说:”研究的主要作者 杰西·布朗博士,神经学的助理教授 UCSF存储器和老化中心 和 太阳2首页威尔建立对神经科学。 “你真的不能设计一个治疗,直到你知道你在什么治疗。” 

FTD,60岁以下的人在老年痴呆症的最常见的形式,包括一组具有不同的语言和行为症状神经退行性疾病。如阿尔茨海默氏病,FTD的症状的多样性反映通过病人的大脑如何神经退行性疾病的传播显著差异。这种变化使人们难以对科学家寻找治愈牵制脑萎缩的生物司机和临床试验,以评估新的治疗是否正在使患者的疾病进展的差异。

以前的研究 在研究的资深作者, 威廉·西利医师,神经病学和病理学的记忆和老龄化中心和威尔研究所,掀起了老年痴呆症研究的巨变教授通过表明痴呆地图密切的多种形式脑萎缩的图案投射到著名的大脑网络 - 组功能相关的脑区是通过他们的突触连接,有时远距离工作协同。换句话说,西利的工作提出了神经退行性疾病并不像肿瘤各个方向均匀地分布,但可以从大脑的一个部分沿解剖电路跳到另一件,电线这些网络连接在一起。

在他们新的研究 - 在公布10月14日 神经元 - 棕色,西利和他的同事提供了进一步的证据支持这一想法通过检查神经网络图以及如何根据健康人的脑部扫描可以预测在一年的过程中脑萎缩的患者FTD的传播。  

研究人员招募42名患者在UCSF存储器和老化中心与行为变异额颞痴呆(bvftd),FTD使患者表现出不适当的社会行为的一种形式,和30例语义变体原发性进行性失语(svppa),一个形成FTD是主要影响患者的语言能力。在他们的第一次访问太阳2首页,这些患者接受了“基线” MRI扫描评估现有的大脑退化的程度,然后有一个后续的扫描大约一年后,以衡量他们的疾病是如何进展。 

研究人员首先估计其中每个患者的基线扫描观察脑萎缩已经开始,基于对大脑退化在一些特别脆弱的位置开始的假设,然后展开在解剖学连接的大脑区域。要做到这一点,研究人员构建的标准化基于功能磁共振成像(fMRI)的75名健康成年人扫描175个不同脑区的主要功能合作伙伴的地图。他们然后确定这些网络中的哪个最佳匹配的在一个给定的FTD患者的基线脑部扫描看出脑萎缩的图案,并定义了网络的中央枢纽为患者的变性的可能的中心。

然后,他们使用相同的标准化连接映射到预测在患者的脑萎缩是最有可能在一年后完成后续的扫描传播,并与这些预测他人未采取功能性的网络连接到精度帐户。

他们发现两个特定的连通性措施显著改善他们的发展基线和后续脑部扫描之间的脑萎缩的一个给定的大脑区域的机会的预测。一个被称为“最短路径震中,”捕获的突触“台阶”该地区是从估计的疾病震中数 - 的神经链连接两个地区的连接基本数量 - 而另一种称为“节点危险”代表如何连接到给定区域许多地区已经经历显著萎缩。 

“这就像一种传染病,在那里你被感染的几率可以通过您从‘零号病人’多少度的分离有,但预测也受到多少人的直接的社会网络中已经患病,”布朗说。

研究人员发现,平均网络连接的这两项措施并在预测到不是从患者现有的萎缩其简单的直线距离新的大脑区域疾病的传播更好。在许多情况下,疾病完全绕过那名相邻而不是解剖学连接到已经萎缩区的大脑区域,而不是跳跃到更多的功能链接区域。

虽然这种方法显示出巨大潜力,研究人员强调,还没有准备好诊所

我们很高兴了解这个结果,因为它代表向着更加精度药物类型的方法的重要的第一步,以预测发展和测量神经变性疾病的治疗效果。

威廉·西利,MD

人使用。他们希望改善他们的预测由精度 - 其他方法中 - 利用个性化的网络映射为每一个病人,而不是使用平均连接地图,并通过开发FTD的特定亚型更专业的预测模型。

除了生物见解的发现提供了有关散布在FTD脑萎缩的机制,这将告知目前正在努力发展治疗方法,研究人员还希望研究结果将导致改善的指标,用于评估治疗已经进入临床试验 - 通过例如给审判科学家早分析上市公司处理是否改变疾病进展的预测过程。研究人员还可以使用的萎缩将如何通过大脑传播以帮助更好地预测准备患者及家属对他们可能会经历作为他们的病情进展症状。

“我们很高兴了解这个结果,因为它代表向着更加精度药物类型的方法的重要的第一步,以预测发展和在神经退行性疾病测量治疗效果,”西利说。 

在未来,布朗说,科学家也许能够开发出专门针对疾病的可能下一个站点,也许防止萎缩蔓延从一个区域到另一个区域的疗法。

“就像流行病学家依靠的疾病如何传播的传染性制定有针对性的重点集线器或咽喉要道干预模式,”布朗说。 “神经科医生需要了解神经退行性疾病的潜在生物学机制发展减缓或阻止疾病的传播途径。”

作者: 杰西·布朗博士,神经内科在太阳2首页记忆助理教授和老化中心是该研究的主要作者。威廉·西利,医学博士,神经学和病理学在太阳2首页记忆和老龄化中心的教授,是研究的资深和通讯作者。 

其他研究的作者球衣邓, 约翰纽豪斯伊莎贝尔锡布尔赫丁,ANA SIAS, suzee利, 约翰kornak,加布马克思, 安娜karydas, 萨尔瓦多脊柱, LEA格林贝格, 乔尔·克莱默, 玛丽亚路易莎戈尔诺 - tempini, 布鲁斯·米勒, 霍华德·罗森太阳2首页的;和乔瓦尼·科波拉和Dan geschwind加州大学洛杉矶分校。 

资金: 这项研究是由美国国家卫生研究院(NIH)(k01ag055698,p50ag023501,p01ag019724),牛头财团,蓝田项目治愈FTD和拉里升支持。希尔布鲁姆网络津贴为预防与年龄有关的认知衰退(2014-A-004网)。

信息披露: 作者声明没有竞争利益。

美国太阳2首页(UCSF)是专注于健康科学,致力于通过先进的生物医学研究,在生命科学和健康专业的研究生层次教育和卓越的病人护理促进健康全世界。 UCSF医疗,其用作UCSF的主要学术医疗中心,包括 世界排名第一的专业医院 和其他临床方案,并在整个海湾地区的隶属关系。