Für eine person mit Alzheimer-Krankheit, es gibt kein zurück, die Uhr. Durch die Zeit, Sie beginnt zu erleben, Gedächtnisverlust und andere beunruhigende Anzeichen, kognitiven Fähigkeiten bereits. Und die jahrzehntelange klinische Studien haben es versäumt, zu produzieren, Behandlungen könnten Ihr helfen Ihr Gedächtnis wiederzuerlangen.
Heute, Forscher an der Gladstone Institute Annäherung an diese verheerende Krankheit aus einem anderen Blickwinkel. In einer neuen Studie, veröffentlicht in Cell Reports, Sie zeigen, dass bestimmte Muster der Hirnaktivität Vorhersagen kann weit im Voraus, ob Sie eine junge Maus, entwickeln Alzheimer-wie Gedächtnisstörungen im Alter.
„Vorhersagen zu können Defizite, lange bevor Sie erscheinen konnte, eröffnen sich neue Möglichkeiten zum entwerfen und testen von Interventionen, die verhindern, dass Alzheimer bei Menschen“, sagte Gladstone Senior Investigator Yadong Huang, senior-Autor der Studie.
Das neue Werk baut auf einem 2016-Studie von Mäusen entwickelt, um zu tragen das gen für apolipoprotein E4 (ApoE4). Die Durchführung des ApoE4-Gens ist assoziiert mit einem erhöhten Risiko, aber keine Garantie—der Alzheimer-Krankheit bei Menschen. Wie Sie Alter, ApoE4-Mäusen oft, aber nicht immer, entwickeln sich Anzeichen von Gedächtnisverlust, ähnlich denen, die gesehen in den Leuten mit Alzheimer.
In der vorangegangenen Studie, Huang und sein team untersuchten eine Art von Gehirn-Aktivität namens “ sharp-wave-ripples (SWRs), die spielen eine direkte Rolle in der räumlichen Lernens und der Gedächtnisbildung bei Säugetieren. SWRs auftreten, wenn das Gehirn eine Ruhe-Maus oder Mensch schnell und immer wieder zeigt die letzten Speicher der Bewegung durch einen Raum, wie ein Labyrinth oder ein Haus.
„SWRs haben zwei wichtige messbare Komponenten: fülle und kurzen gamma (SG) macht,“ sagte Emily Jones, Ph. D., Blei-Autor der neuen Studie und jüngste Absolvent der UCSF Biomedical Sciences Graduate Program. „Breit, SWR fülle Vorhersage, wie schnell eine Maus ApoE4 lernen können und merken, wie man durch ein Labyrinth, und SG macht Vorhersagen, wie die genaue Erinnerung sein wird.“
Die frühere Studie ergab, dass das Altern-ApoE4-Mäuse haben niedrigere SWR fülle und schwächer SG macht gesehen als bei gesunden alternden Mäusen. Basierend auf diese Ergebnisse, Jones und Ihre Kollegen stellten die Hypothese auf, dass die Messung SWR-Aktivität könnte eine Vorhersage der schwere der nachweislich Probleme mit dem Speicher in ApoE4-Mäusen während der Alterung.
Diese Idee zu untersuchen, haben die Forscher erste aufgezeichnete SWR activity in aging-ApoE4-Mäusen in Ruhe. Einen Monat später, Sie hatten die Mäuse führen Sie räumliche Aufgaben, um zu testen Sie Ihr Gedächtnis. Sie fanden, dass Mäuse mit weniger SWRs und unteren SG macht waren ja eher schlechter räumlichen Gedächtnis Defizite auf.
„Eigentlich sind wir erfolgreich repliziert dieses experiment dann 2 Jahre später mit anderen Mäusen,“ Huang sagte. „Was Auffällig war ist, dass wir waren in der Lage, die Ergebnisse der ersten Kohorte, die die Vorhersagen mit hoher Genauigkeit den Umfang von Lern-und Gedächtnisstörungen in der zweiten Kohorte, basierend auf Ihren SWR-Aktivität.“
Noch auffälliger waren die unerwarteten Ergebnisse des Teams, das nächste experiment.
Die Forscher waren neugierig, wie SWR-Aktivität entwickelt sich im Laufe eines Lebens der Maus, die niemand zuvor untersucht. So, Sie in regelmäßigen Abständen gemessenen SWRs in ApoE4-Mäusen früh—lange bevor die Gedächtnisstörungen erschien—durch das mittlere Alter, und bis in das hohe Alter.
„Wir dachten,, wenn wir Glück haben, die SWR-Messungen nahmen wir, wenn die Mäuse mittleren Alters, die vielleicht einige prädiktive Beziehung zu späteren Gedächtnisstörungen,“ Jones sagte.
Überraschend, die Analyse ergab, dass Defizite im SWR fülle und SG macht in einem frühen Alter vorhergesagt, die Mäusen durchgeführt schlimmer auf die memory-Aufgaben 10 Monate später—das äquivalent von 30 Jahren für einen Menschen.
„Wir waren nicht Wetten auf diese Ergebnisse die Idee, dass junge Mäuse, die keine Probleme mit dem Speicher haben schon die Samen von dem, was geht, zu führen, zu Defiziten im Alter,“ Jones sagte. „Obwohl wir lieben würde, aber wir dachten, es wäre lächerlich Vorhersagen zu können, so weit im Voraus.“
Da SWRs sind auch in Menschen gefunden, die diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass SWR fülle und SG macht potenziell dienen als frühe Prädiktoren für die Alzheimer-Krankheit, lange bevor der Speicher Probleme auftreten.
Als nächsten Schritt, die Auswertung, die Möglichkeit, Huang arbeitet mit Kollegen an der UCSF Speicher und Aging-Center, um zu bestimmen, ob SWRs bei Alzheimer-Patienten zeigen Defizite in Hülle und fülle und SG macht, ähnlich denen, die gesehen werden in Maus-Modellen der Krankheit.
„Ein großer Vorteil dieses Ansatzes ist, dass Forscher haben vor kurzem eine nicht-invasive Technik zur Messung SWRs im Menschen, ohne Implantation von Elektroden in das Gehirn,“ Huang sagte.
Wenn SWRs sind in der Tat Anzeichen für Alzheimer bei Menschen, Messen, könnte der boost-Forschung und Arzneimittel-Entwicklung Anstrengungen in zwei wichtigen Punkten. Erste, Sie könnten verwendet werden, um die Auswahl der Teilnehmerinnen für die klinischen Tests neuer Medikamente zur Daube Weg von Alzheimer. Die Einschreibung Patienten, die bereits zeigen, SWR Defizite Verbesserung der Studien die statistische power. Zweite, SWR-Messungen genommen werden konnte, wiederholt, und der Blutdruck, so dass Forscher testen Droge Effekte im Laufe der Zeit, noch bevor Gedächtnisstörungen erscheinen.
Huang betont den Wert des SWRs als funktioneller Indikator, eine, die direkt die Maßnahmen, die den Rückgang der Funktion des Gehirns gesehen, die bei der Alzheimer, im Gegensatz zu einer pathologischen Veränderung, erscheint nur als ein Ergebnis der zugrunde liegenden Erkrankung.
„Ich fühle sehr stark, dass die Alzheimer-Forschung sollte nicht nur den Fokus auf die Pathologie, sondern die Verwendung der funktionellen Veränderungen wie SWR Defizite als Richtschnur für die Forschung und Entwicklung von Medikamenten“, sagte er. „Unsere neuen Ergebnisse unterstützen dieses Konzept.“