Исследование было опубликовано онлайн в журнале Neuron.
По оценкам, трое из пяти человек с болезнью Альцгеймера блуждают и теряются, обычно начиная с ранних стадий болезни, что делает их уязвимыми для травм. Исследователи подозревают, что эти проблемы возникают в области мозга, известной как энторинальная кора (ЭК). ЭК играет ключевую роль в памяти и навигации и является одной из первых структур мозга, затронутых накоплением нейрофибриллярных клубков, которые в значительной степени состоят из тау, отличительного признака болезни Альцгеймера. «До сих пор никто не мог показать, как патология тау может привести к затруднениям навигации», — сказала руководитель совместного исследования Карен Э. Дафф, доктор философии, профессор патологии и клеточной биологии (в психиатрии и в Институте Тауба по исследованию болезни Альцгеймера и старения мозга) в CUMC.
Доктор. Дафф и ее коллеги сосредоточили свои исследования на возбуждающих клетках сетки, типе нервных клеток в ЭК, которые срабатывают в ответ на движение в пространстве, создавая сетчатую внутреннюю карту окружающей человека среды.
Исследователи сделали электрофизиологические записи ячеек сетки старых мышей, в том числе мышей, сконструированных для экспрессии тау в ЕС (мыши EC-tau) и нормальных контрольных животных, когда они перемещались в разных средах. Пространственные когнитивные задачи показали, что мыши EC-tau показали значительно худшие результаты по сравнению с контрольной группой, предполагая, что тау изменяет функцию ячеек сетки и способствует пространственному обучению и дефициту памяти, по словам руководителя совместного исследования Абида Хуссейни, доктора философии, доцента нейробиологии ( кандидат патологии и клеточной биологии и Институт Тауба).
Детальный гистопатологический анализ мозга мышей показал, что только возбуждающие клетки, но не тормозящие клетки, были убиты или скомпрометированы патологическим тау-белком, что, вероятно, привело к тому, что клетки сетки активировали меньше. «Похоже, что патология тау сохранила тормозящие клетки, нарушив баланс между возбуждающими и тормозными клетками и смещая сетку полей животных», — сказал соавтор исследования Хунцзюнь Фу, доктор философии, младший научный сотрудник Института Тауба, руководивший иммуногистологическим исследованием. и поведенческие исследования.
«Это исследование ясно показывает, что патология тау, начинающаяся в энторинальной коре головного мозга, может приводить к дефициту активации клеток сетки и лежит в основе ухудшения пространственного познания, которое мы наблюдаем при болезни Альцгеймера у человека», — сказал Эрик Кандел, доктор медицины, лауреат Нобелевской премии, профессор университета. и Кавли профессор мозговых наук в CUMC. "Это классический прогресс в нашем понимании ранних стадий болезни Альцгеймера."
«Это исследование является первым, показывающим связь между клетками сетки и болезнью Альцгеймера», — сказал Эдвард Э. Мозер, лауреат Нобелевской премии и глава Института системной нейробиологии им.
Кавли при Норвежском университете науки и технологий. "Эти результаты будут иметь решающее значение для будущих попыток понять развитие ранних симптомов болезни Альцгеймера, включая тенденцию блуждать и теряться."
Полученные данные повышают вероятность того, что пространственную дезориентацию можно лечить, исправляя этот дисбаланс с помощью транскраниальной стимуляции, глубокой стимуляции мозга или световой терапии.
«Нам нужно многое узнать о клетках сетки и о том, как на них влияет болезнь Альцгеймера», — сказал Густаво А. Родригес, доктор философии, научный сотрудник Института Тауба и соавтор статьи. "Мы еще не знаем, какой процент здоровых ячеек сетки необходим для правильной навигации и можно ли восстановить эту систему после ее взлома."
«А пока, — сказал доктор. Дафф, "наши результаты показывают, что возможно разработать когнитивные тесты, основанные на навигации, для диагностики болезни Альцгеймера на ее начальных стадиях. И если мы сможем диагностировать болезнь на ранней стадии, мы сможем начать давать лекарства раньше, когда они могут иметь большее влияние."