Проблеми с навигацията могат да предскажат болестта на Алцхаймер

Ново изследване предполага, че трудностите при договарянето на компютъризиран лабиринт може да са ранен индикатор за болестта на Алцхаймер.

Изследователите са установили, че повишената трудност в пространствената навигация е предсказваща за болестта на Алцхаймер добре преди клиничните признаци да станат очевидни.

„Тези открития предполагат, че навигационните задачи, предназначени за оценка на когнитивна стратегия за картографиране, биха могли да представляват мощен нов инструмент за откриване на най-ранните промени, свързани с болестта на Алцхаймер в когницията“, каза старши автор Дениз Хед, Вашингтонски университет в Сейнт Луис.

„Задачата за пространствена навигация, използвана в това проучване за оценка на уменията на когнитивната карта, беше по-чувствителна при откриване на предклинична болест на Алцхаймер, отколкото стандартната психометрична задача на епизодичната памет“, каза тя.

Откриването на заболяването предклинично се определя като откриване на наличието на свързани с Алцхаймер промени в мозъка, които настъпват преди развитието на симптоми, които водят до диагнозата.

Резултатите от проучването се появяват вJournal of Alzheimer’s Disease. Констатациите са в съответствие със съвременните вярвания за това къде в мозъка неблагоприятните ефекти от болестта на Алцхаймер се появяват на първо място, както и с прогресирането на болестта в други мозъчни региони.

Предишни изследвания показват, че навигационните проблеми се появяват рано при лица с болестта на Алцхаймер. Тези дефицити могат да бъдат свързани с натрупването на амилоидни плаки и заплитания тау и други признаци на влошаване и свиване в мозъчната префронтална кора, хипокампуса и опашката.

Хипокампусът е утвърден като ранна цел за увреждане, свързано с Алцхаймер. Този мозъчен регион е свързан с дългосрочното съхранение на паметта, разпознаването на нова среда и създаването на когнитивни карти. Освен това опашката е мозъчна област, свързана с ученето, както и с доброволното движение.

„Нашите наблюдения предполагат такава прогресия, че предклиничната болест на Алцхаймер се характеризира с хипокампална атрофия и свързаните с нея когнитивни трудности при картографиране, особено по време на фазата на обучение“, каза първият автор Саманта Алисън.

„С напредването на болестта дефицитите на когнитивното картографиране се влошават (паметта), опашката се включва (учене и движение) и възникват дефицити в обучението.“

Въпреки че тези дефицити са добре документирани при пациенти с ранен стадий на болестта на Алцхаймер, те не са добре проучени при на пръв поглед нормални пациенти, които може да прогресират към идентифицируеми ранни стадии на заболяването, статус, известен като предклинична болест на Алцхаймер.

В това проучване изследователите са използвали виртуален експеримент за навигация в лабиринт, за да изследват дали специфични проблеми с обучението по маршрута и изграждането на когнитивна карта, които включват съответно опашката и хипокампуса, могат да бъдат открити в предклиничната болест на Алцхаймер.

Дизайнът на експеримента играе върху факта, че хората обикновено намират своя път в живота, използвайки две различни форми на пространствено представяне и навигация.

С егоцентричната навигация хората разчитат на минали знания, за да следват износени маршрути, като се придвижват последователно от една забележителност към друга, докато достигнат целта си.

В алоцентричната навигация хората се запознават със заобикалящата ги обща картина и създават мисловна карта на съществуващите забележителности, което им позволява да начертаят най-добрите налични маршрути и да намерят преки пътища до нови дестинации.

Участниците в това проучване бяха разделени в три групи въз основа на тест за мозъчни и гръбначни течности, които могат да открият биомаркери, показани да предскажат бъдещото развитие на плаки и заплитания, свързани с болестта на Алцхаймер в мозъка.

Ако човек е клинично нормален, но все още има биомаркери за свързаните с болестта на Алцхаймер плаки и заплитания в мозъка, той се счита, че има предклинична болест на Алцхаймер.

Това проучване включва 42 клинично нормални лица, които нямат цереброспинална течност маркери за болестта на Алцхаймер, 13 клинично нормални индивиди, които са положителни за тези маркери и по този начин са имали предклинична болест на Алцхаймер, и 16 лица с документирани поведенчески симптоми на ранен стадий на болестта на Алцхаймер.

Всички 71 участници в изследването прекараха около два часа на настолен компютър, за да бъдат тествани за способността им да навигират във виртуален лабиринт, състоящ се от поредица от свързани помежду си коридори с четири модела тапети и 20 забележителности.

Участниците бяха тествани за две навигационни умения: колко добре могат да учат и да следват предварително зададен маршрут и колко добре могат да формират и използват когнитивна карта на околната среда. Участниците получиха 20 минути или да научат определен маршрут, или да изучат и изследват лабиринта с навигационен джойстик. След това те бяха тествани за способността им да пресъздадат маршрута или да намерят пътя си до определени забележителности в околната среда.

„Хората с цереброспинални маркери за предклинична болест на Алцхаймер демонстрират значителни затруднения само когато трябва да формират когнитивна карта на околната среда - алоцентричен, навигационен процес на място, свързан с хипокампалната функция“, каза Хед.

„Същата тази предклинична група за болестта на Алцхаймер показа слабо или никакво увреждане на задачите за обучение по маршрут - егоцентричен навигационен процес, по-тясно свързан с опашната функция.“

В сравнение с когнитивно нормалните участници в проучването, при които липсват цереброспиналните течности на Алцхаймер, тези с предклинична болест на Алцхаймер отбелязват по-ниска способност да научат местонахождението на обектите в околната среда един спрямо друг по време на началната фаза на изследването.

Въпреки че тези резултати предполагат дефицит в способността да се формира когнитивна карта, участниците в предклиничната болест на Алцхаймер в крайна сметка успяват да преодолеят тези дефицити в обучението на картата, като се представят почти толкова добре, колкото и когнитивно нормалните участници по време на следваща навигационна задача.

„Тези констатации предполагат, че навигационните трудности, изпитвани от хора с предклинична болест на Алцхаймер, са отчасти свързани с проблеми при получаването на информация за околната среда“, каза Хед. „Макар че може да се нуждаят от допълнително обучение, за да научат нова среда, добрата новина тук е, че те изглежда съхраняват достатъчно информация, за да използват когнитивна карта почти толкова добре, колкото техните когнитивно нормални колеги.“

Хед предупреждава, че настоящото проучване има няколко ограничения, включително относително малък размер на извадката и липсата на пряка информация за мозъчните региони и мрежи, които имат роля в пространствената навигация и намирането на пътища.

Обаче Алисън отбелязва: „В момента изследваме как мозъчните области, повлияни рано в хода на заболяването, са свързани с дефицити на когнитивното картографиране при по-голяма извадка от лица с предклинична болест на Алцхаймер.“

В контекста на тези ограничения настоящото разследване демонстрира значителни предклинични дефицити, свързани с болестта на Алцхаймер, в аспекти на когнитивното картографиране с относително съхранение при обучение по маршрута.

За разлика от това, хората, които изпитват пропуски в паметта и други поведенчески проблеми, свързани с ранен стадий на болестта на Алцхаймер, са имали явни трудности както при усвояването на установен маршрут, така и при намирането на собствен път към нови забележителности.

„Този ​​модел е в съответствие с намаляването на целостта на хипокампата преди промени в опашката“, каза Хед.

„Тези открития предполагат, че навигационните задачи, предназначени за оценка на когнитивна стратегия за картографиране, могат да представляват мощен инструмент за откриване на най-ранните промени в когницията, свързани с болестта на Алцхаймер.“

Изследователският екип отбелязва, че наличието на цереброспинални течни маркери за предклинична болест на Алцхаймер не гарантира, че човек ще продължи да развива пълноценна болест на Алцхаймер.

„Бъдещите изследвания трябва да изследват дали дефицитите на когнитивното картографиране при лица в предклинична болест на Алцхаймер са свързани с повишен риск от развитие на симптоматична болест на Алцхаймер“, казаха те.

Източник: Вашингтонски университет, Сейнт Луис