آلزایمر چگونه در مغز گسترش می‌یابد؛ فلج فوق هسته‌ای پیشرونده و آلزایمر

بالاخره متوجه خواهیم شد که

آلزایمر چگونه در مغز گسترش می‌یابد

بیماری آلزایمر، یک بیماری ویرانگر مغزی است که تخمین زده می‌شود ۴۷ میلیون نفر در سرتاسر دنیا را تحت تاثیر قرار می دهد. این بیماری رایج ترین علت زوال عقل در جهان غرب است.

 با این وجود در حال حاضر هیچ درمان موثری برای بیماری آلزایمر یا جلوگیری از گسترش سریع آن وجود ندارد.

انباشت دو پروتئین ناهنجار به نام بتا آمیلوید و تائو باعث بیماری آلزایمر می شوند. اهمیت تائو خصوصا از این جهت است که باعث مرگ نورون ها و ارتباط آنها می شود. این امر باعث می شود بخش‌های مختلف مغز نتوانند به طور عادی با هم ارتباط داشته باشند.

در اکثر موارد در ابتدا، نا به هنجاری تائو در مراکز حافظه ی مغز ظاهر می شود که به اِنتورینال کورتِس و هیپوکامپ معروف اند. تحقیق نشان داده که این اتفاق سال‌ها قبل از اینکه بیمار هیچ‌گونه نشانه ی بیماری را داشته باشد رخ می دهد.

در طی زمان پروتئین تائو به طور فزاینده ای در سرتاسر مغز شروع به ظاهر شدن می نماید.

این امر باعث پیشرفت نشانه های مشخص بیماری آلزایمرمی شود که در آن در ابتدا از دست دادن حافظه و سپس تغییرات فزاینده در تفکر و رفتار رخ می دهد و در نهایت منجر به از دست دادن استقلال فرد می‌شود. این موضوع که چگونه این اتفاق رخ می‌دهد مورد بحث است.

پخش بین‌نورونی

برداشت هنرمند از پخش تاو بین نورونهای متصل (توماس ای کوپ)

در تحقیق ما که در مجله ی مغز منتشر شده، اولین شواهد را در انسان‌ها ارائه دادیم که پروتئین تائو بین نورون های متصل به هم انتشار می یابد.

این گام مهمی است زیرا متوقف نمودن این گسترش در مراحل اولیه امکان دارد از نشانه های بیماری آلزایمر جلوگیری کند یا آنها را متوقف نماید. این نظریه که به “نظریه ی بین‌نورونی”معروف است قبلا ارائه شده و در مطالعه ی بر روی موش ها تایید شده است. اگر تائوی ناهنجار به مغز یک موش سالم تزریق شود، به سرعت منتشر می شود و باعث می شود موش علائم زوال عقلی را بروز دهد.

اما قبلا مشخص نشده که آیا همین فرایند در انسان ها هم اتفاق می‌افتد. مدارک ارائه شده در مورد مطالعه ی بر روی موش ها مورد بحث بود، به این دلیل که مقدار تائوی تزریق شده نسبتا زیاد بوده و گسترش بیماری خیلی سریعتر از آنچه که در انسان‌ها رخ می‌دهد اتفاق می افتاد.

ما در تحقیقات دو تکنیک پیشرفته ی تصویر سازی مغزی را با هم ترکیب کردیم. در مورد اول (PET) Positron emission tomography به ما این اجازه را می‌دهد که وجود مولکول های خاصی را اسکن کنیم.

 این روش ما را قادر ساخت به طور مستقیم تائوی ناهنجار را در بیماران در قید حیات مورد کنکاش قرار دهیم تا به طور دقیق متوجه شویم چه مقدار از آن در هر بخش وجود دارد.

روش دوم Functional magnetic resonance tomography (FMRT)، مقدار جریان خون در زمان واقعی را اندازه‌گیری می‌نماید. این روش به ما اجازه می دهد که فعالیت انجام شده توسط بخش های مغز که با یکدیگر در ارتباط هستند را مورد بررسی قرار دهیم.

 برای اولین بار با استفاده از اسکن یک فرد توسط هر دو روش، توانستیم ارتباط مستقیم بین اتصالات مغز را با توزیع پروتئین ناهنجار تائو در افراد مبتلا به بیماری آلزایمر را اثبات نماییم.

 از یک تکنیک ریاضی به نام (تجزیه و تحلیل نمودار) برای تحلیل اتصالات مغز استفاده شد. در این روش مغز به ۵۹۸ منطقه هم اندازه تقسیم شد.

سپس اتصالات بین مناطق را به مثابه یک شبکه ی اجتماعی مورد مطالعه قرار دادیم و فاکتورهایی همچون تعداد اتصالات مغز در یک منطقه، تعداد دوستی های گروهی که در آن شرکت می کرد و همچنین تعداد اتصالات مناطق مغز هم مورد ارزیابی قرار گرفت.

در شیوع بیماری آنفولانزا، احتمال اینکه افرادی که با هم تماس اجتماعی بیشتری دارند مبتلا شود و سپس بیماری را به دیگران انتقال دهند بیشتر است.

 به همین شکل فرضیه ی پخش بین‌نورونی، این پیش بینی را دارد که مناطقی از مغز که تماس بیشتری با یکدیگر دارند، بیشترین مقدار تائو را انباشت می کنند. این ارتباط در هر شبکه ی مغز به طور مجزا و هم در کل مغز وجود دارد.

 علاوه بر این توانستیم توضیحات دیگری را که در مورد ظهور تائو در خلال مغز ارائه شده بود را رد کنیم.

 پیش از این ادعا شده بود که این امکان وجود دارد که تائو در مناطقی از مغز ظاهر شود که به خاطر نیاز بالای متابولیک یا فِقدان حمایت از مناطق مجاور آسیب پذیر می شوند. اگر چه ممکن است این عوامل در مرگ نورون ها اهمیت داشته باشند، با مشاهدات ما در اینکه محرکان اصلی انباشت ابتدایی تائوی ناهنجار هستند سازگاری نداشتند.

 علاوه بر این با مشاهده ی بیمارانی با طیف متفاوتی از وخامت بیماری، از نقص شناختی گرفته، تا بیماری آلزایمر پیشرفته، قادر شدیم دلایل انباشت تائو را از نتایجش تفکیک نماییم.

 اثبات کردیم که افزایش فزاینده‌ی تائو در بیماری آلزایمر باعث می‌شود که به طور کلی مغز از هم گسیختگی بیشتری پیدا کند و اتصالات باقی مانده به طور فزاینده ای ناهمگن شوند.

اتصالات دور بُرد

در نهایت یافته های بیماری آلزایمر را با بیماری نادرتری به نام بیماری فلج فوق هسته‌ای پیش‌رونده (Palsy Progressive Supranuclear) مقایسه کردیم که تقریبا از هر صد هزار نفر، سه نفر را مبتلا می کند.

 این بیماری هم توسط پروتئین تائو ایجاد می شود، اما فقط محدود به ساقه ی مغز می شود. ما ثابت کردیم که در این بیماری مدرک ارائه شده نظریه ی شیوع فرا‌نورونی تایید نمی شود.

 شاید این به خاطر تفاوت ساختار پاتولوژی تائوی ناهنجار در دو بیماری باشد. در بیماری آلزایمر، تائو در ریسمان های حلزونی جفتی ظاهر می شود، در حالی که در بیماری فلج فوق هسته‌ای پیش‌رونده این پروتئین در ریسمان صاف قرار دارد.

 ثابت کردیم که همین طور که بیماری فلج فوق هسته‌ای پیش‌رونده گسترش می یابد، اتصالات دور بُرد مستقیم به طور خاصی آسیب می‌بینند، به این معنی که اطلاعات می بایست مسیر غیر‌مستقیم طولانی تری را در طی مغز بپیماید.

 شاید این پاسخی به این سوال باشد، که چرا وقتی از شخص مبتلا به فلج فوق هسته‌ای پیش‌رونده سوالی پرسیده می شود معمولا به کُندی ولی به درستی پاسخ می دهد.

شواهد نظریه‌ی شیوع فرانورونی ارایه شده در آورال کانورسیشن، در افراد مبتلا به بیماری آلزایمر، دلایل محکمی برای رویای هیجان انگیز راهکارهای توقف نابهنجاری تائو، قبل از اینکه آسیب جدی را باعث شود، فراهم می آورد.

Thomas E Cope، فلو کلینیکال آکادمیک دانشگاه کبریج