A navigációs problémák megjósolhatják az Alzheimer-kórt

Új kutatások szerint a számítógépes útvesztő tárgyalásának nehézségei korai mutatói lehetnek az Alzheimer-kórnak.

A nyomozók megállapították, hogy a térbeli navigáció megnövekedett nehézsége jósolja az Alzheimer-kórt jóval azelőtt, hogy a klinikai tünetek nyilvánvalóak lennének.

"Ezek a megállapítások arra utalnak, hogy a kognitív térképezési stratégia értékelésére tervezett navigációs feladatok hatékony új eszközt jelenthetnek az Alzheimer-kórral kapcsolatos legkorábbi megismerési változások észlelésében" - mondta Denise Head, a St. Louis-i Washingtoni Egyetem vezető szerzője.

"Az ebben a tanulmányban a kognitív térképkészségek értékelésére használt térbeli navigációs feladat érzékenyebb volt a preklinikai Alzheimer-kór kimutatására, mint az epizodikus memória szokásos pszichometriai feladata" - mondta.

A betegség preklinikai detektálása az Alzheimer-kórral összefüggő változások jelenlétének észlelése az agyban, amelyek a diagnózishoz vezető tünetek kialakulása előtt jelentkeznek.

A tanulmány eredményei aJournal of Alzheimer's Disease. A megállapítások összhangban vannak a jelenlegi meggyőződéssel arról, hogy az Alzheimer-kór rossz hatásai az agyban hol jelentkeznek először, valamint a betegség más agyi régiókba való előrehaladásával.

Korábbi kutatások kimutatták, hogy a navigációs problémák korán jelentkeznek az Alzheimer-kórban szenvedő egyéneknél. Ezek a hiányok összefüggésben lehetnek az amiloid plakkok és a tau gubancainak felhalmozódásával, valamint az agy prefrontális kérgében, a hippocampusban és a caudatában bekövetkező romlás és zsugorodás egyéb jeleivel.

A hippokampusz jól megalapozott, mint az Alzheimer-kórral kapcsolatos károsodások korai célpontja. Ez az agyrégió összefügg a hosszú távú memória tárolással, az új környezet felismerésével és kognitív térképek létrehozásával. Ezenkívül a caudate egy agyi terület, amely a tanuláshoz és az önkéntes mozgáshoz kapcsolódik.

"Megfigyeléseink olyan progresszióra utalnak, hogy a preklinikai Alzheimer-kórra jellemző a hippocampus atrófia és a kapcsolódó kognitív feltérképezési nehézségek, különösen a tanulási szakaszban" - mondta az első szerző, Samantha Allison.

"A betegség előrehaladtával a kognitív térképészeti hiányosságok romlanak (memória), a caudate bekapcsolódik (tanulás és mozgás), és útvonal-tanulási hiányosságok jelennek meg."

Noha ezeket a hiányokat jól dokumentálják az Alzheimer-kór korai stádiumában szenvedő betegeknél, normálisnak tűnő betegeknél még nem vizsgálták jól azokat, akik esetleg a betegség azonosítható korai stádiumai felé haladnak, ez a státus a preklinikai Alzheimer-kór néven ismert.

Ebben a tanulmányban a kutatók egy virtuális labirintusos navigációs kísérlettel megvizsgálták, hogy a preklinikai Alzheimer-kórban fel lehet-e mutatni az útvonal-tanulás és a kognitív térképépítés sajátos problémáit, amelyek magukban foglalják a caudatát és a hippokampuszt.

A kísérlet megtervezése azon a tényen játszik szerepet, hogy az emberek általában a térbeli ábrázolás és a navigáció két különféle formáját alkalmazzák.

Az egocentrikus navigációval az emberek a múltbeli ismeretekre támaszkodva követik a jól megkopott útvonalakat, egymás után haladva egyik tereptárgyról a másikra, amíg el nem érik célcéljukat.

Az allokentrikus navigáció során az emberek megismerkednek a teljes képi környezetükkel, és elkészítik a meglévő tereptárgyak mentális térképét, amely lehetővé teszi számukra a rendelkezésre álló legjobb útvonalak kirajzolását és az új úti célokhoz vezető parancsikonok megtalálását.

A vizsgálatban résztvevőket három csoportra osztották az agy és a gerincfolyadékok tesztje alapján, amelyek kimutathatják a biomarkereket, amelyek előre jelzik az Alzheimer-kórral kapcsolatos plakkok és gubancok jövőbeli fejlődését.

Ha egy személy klinikailag normális, mégis vannak biomarkerei az Alzheimer-kórral kapcsolatos plakkokra és gubancokra az agyban, akkor preklinikai Alzheimer-kórnak tekintik őket.

Ebben a tanulmányban 42 klinikailag normális személy vett részt, akiknél hiányoztak az Alzheimer-féle cerebrospinalis folyadék markerek, 13 olyan klinikailag normális egyén volt, akik pozitívak voltak ezekre a markerekre, és így preklinikai Alzheimer-kórral rendelkeztek, valamint 16 olyan személyt, akiknél dokumentáltak a korai stádiumú Alzheimer-kór viselkedési tünetei.

Mind a 71 résztvevő körülbelül két órát töltött egy asztali számítógépen, és tesztelték, hogy képesek-e eligazodni egy virtuális labirintusban, amely négy összekapcsolt folyosóból áll, négy háttérképmintával és 20 tereptárgyakkal.

A résztvevőket két navigációs készségen tesztelték: mennyire tudtak megtanulni és követni egy előre meghatározott útvonalat, és mennyire tudták kialakítani és használni a környezet kognitív térképét. A résztvevők 20 percet kaptak, hogy megtanuljanak egy meghatározott útvonalat, vagy tanulmányozzák és fedezzék fel a labirintust egy navigációs joystick segítségével. Ezután tesztelték, hogy képesek-e újratervezni az útvonalat, vagy eligazodni a környezet bizonyos tereptárgyaiig.

"A preklinikai Alzheimer-kór cerebrospinális markereivel rendelkező emberek csak akkor mutattak jelentős nehézségeket, amikor meg kellett alkotniuk a környezet kognitív térképét - a hippokampus működéséhez kapcsolódó, szentrentrikus, helyismereti navigációs folyamatot" - mondta Head.

"Ugyanez a preklinikai Alzheimer-kórcsoport alig vagy egyáltalán nem mutatott károsodást az útvonal-tanulási feladatokban - egy egocentrikus navigációs folyamat, amely szorosabban kapcsolódik a caudate funkcióhoz."

Ha összehasonlítjuk azokat a kognitívan normális vizsgálat résztvevőit, akiknél hiányoztak az Alzheimer-féle cerebrospinalis folyadék markerei, a preklinikai Alzheimer-kórban szenvedők alacsonyabb pontszámot értek el abban a képességükben, hogy a kezdeti vizsgálati fázisban megtanulják a tárgyak helyét a környezetben egymáshoz viszonyítva.

Míg ezek az eredmények a kognitív térkép készítésének hiányosságaira utalnak, a preklinikai Alzheimer-kór résztvevőinek végül sikerült leküzdeni ezeket a térkép-tanulási hiányosságokat, majdnem ugyanolyan jól teljesítettek, mint a kognitívan normális résztvevők egy későbbi útkeresési navigációs feladat során.

"Ezek a megállapítások arra utalnak, hogy a preklinikai Alzheimer-kórban szenvedők navigációs nehézségei részben a környezeti információk megszerzésével kapcsolatos problémákhoz kapcsolódnak" - mondta Head. "Bár szükségük lehet további képzésre az új környezetek elsajátításához, a jó hír itt az, hogy úgy tűnik, hogy elegendő információt tartanak meg ahhoz, hogy kognitív térképet használhassanak, csakúgy, mint kognitívan normális társaik."

A vezető figyelmeztet arra, hogy a jelenlegi tanulmánynak számos korlátja van, beleértve a viszonylag kis mintaméretet és a közvetlen információ hiányát az agyi régiókról és hálózatokról, amelyek szerepet játszanak a térbeli navigációban és az útkeresésben.

Mindazonáltal Allison megjegyzi: "Jelenleg azt vizsgáljuk, hogy a betegség korai szakaszában az agyi régiók hogyan kapcsolódnak a kognitív térképészeti hiányokhoz a preklinikai Alzheimer-kórban szenvedő egyének nagyobb mintájában."

Ezen korlátok összefüggésében a jelenlegi vizsgálat jelentős preklinikai Alzheimer-kórral kapcsolatos hiányosságokat mutat be a kognitív térképezés szempontjaiban, viszonylagos megőrzéssel az útvonal-tanulásban.

Ezzel szemben az emlékezetkiesést és más, az Alzheimer-kór korai stádiumával összefüggő viselkedési problémákat tapasztaló embereknek egyértelmű nehézségeik voltak mind a kialakult út megtanulásában, mind az új tereptárgyak megtalálásában.

"Ez a minta összhangban áll a hippocampus integritásának csökkenésével a caudatuma változásai előtt" - mondta Head.

"Ezek a megállapítások azt sugallják, hogy a kognitív térképezési stratégia értékelésére tervezett navigációs feladatok hatékony eszközt jelenthetnek az Alzheimer-kórral kapcsolatos legkorábbi kognitív változások észlelésében."

A kutatócsoport megjegyzi, hogy a preklinikai Alzheimer-féle cerebrospinalis folyadék markerek jelenléte nem garantálja, hogy egy személy továbbfejleszti az Alzheimer-kórt.

"A jövőbeli kutatásoknak meg kell vizsgálniuk, hogy a preklinikai Alzheimer-kórban szenvedő egyének kognitív feltérképezési hiányosságai társulnak-e a tüneti Alzheimer-kór kialakulásának fokozott kockázatával" - mondták.

Forrás: Washington Egyetem, St. Louis