4 Kasım’da Science Advances dergisinde yayınlanan çalışma , bilişsel gerilemenin erken uyarı işaretlerini tespit etmenin potansiyel olarak güçlü yeni bir yoluna işaret ediyor. Geleneksel biyobelirteçlerin aksine, bu beyin aktivitesi kalıplarının, hedefli müdahaleler yoluyla nihayetinde değiştirilmesi mümkün olabilir.

Araştırma ekibi, bu durumu incelemek için bilişsel yaşlanma spektrumunun zıt uçlarını temsil eden 75 yaş ve üzeri yetişkinlerin beyin aktivitesini inceledi. Bir grup Alzheimer hastalığına sahipken, diğer grup ise hafızaları onlarca yıl daha genç insanlarınkine benzer kalan süper yaşlı bireylerden oluşuyordu. Bilim insanları, bu gruplar arasındaki farklılıkları kullanarak, 55 ile 70 yaş arasındaki bilişsel olarak sağlıklı yetişkinlerin beyin aktivitesini değerlendirmek için bir puanlama sistemi oluşturdu.

Araştırma sonuçları, beyin aktivitesi ile gelecekteki bilişsel sağlık arasında çarpıcı bir bağlantı ortaya koydu. Beyin aktivite kalıpları Alzheimer hastalarınınkine daha çok benzeyen kişilerin, 12 yıla kadar uzanan takip süreleri boyunca bilişsel gerileme yaşama, amiloid-beta plakları biriktirme ve Alzheimer teşhisi alma olasılıkları daha yüksekti. Aktivite kalıpları süper yaşlılara benzeyen kişilerin ise bilişsel yeteneklerini koruma ve bu sonuçlardan kaçınma olasılıkları daha yüksekti.

Alzheimer Hastalığını Hafıza Kaybından Önce Tespit Etmenin Yeni Bir Yolu

Yeni puanlama sistemi, demografik özellikler, genetik risk faktörleri ve amiloid-beta ve tau biyobelirteçleri de dahil olmak üzere birçok yerleşik göstergeden daha etkili bir şekilde gelecekteki bilişsel gerilemeyi öngördü. Bu, beynin farklı bölgelerinin nasıl iletişim kurduğunu incelemenin, Alzheimer riskini mevcut yaklaşımlardan daha erken ortaya çıkarabileceğini düşündürmektedir.

“Günümüzde Alzheimer alanındaki önemli bir zorluğa çözüm bulmak istiyoruz: Çoğu çalışma, amiloid-beta veya tau gibi iyi bilinen Alzheimer hastalığı biyobelirteçlerine odaklanıyor. Ancak bunlar hastalığın nispeten geç evrelerinde gözlemlenebiliyor,” diyor psikiyatri ve davranış bilimleri yardımcı doçenti ve çalışmanın kıdemli yazarı Dr. Yu Zhang. “Bizim asıl önemsediğimiz şey, bilişsel gerilemenin daha erken belirtilerini tespit edebilecek ve potansiyel olarak insanlara zamanında müdahaleler sunmamıza yardımcı olabilecek erken belirteçleri tanımlamaktır.”

Zhang, tedavilerin potansiyel olarak bir kişinin beyin aktivitesini daha yüksek bilişsel dayanıklılıkla ilişkili kalıplara doğru yönlendirebileceği bir gelecek öngörüyor. Olası yaklaşımlar arasında bilişsel eğitim ve beyin aktivitesini etkilemek için manyetik darbeler kullanan transkraniyal manyetik stimülasyon yer alıyor.

Transkraniyal manyetik stimülasyonun, depresyon tedavisi gören kişilerde beyin aktivitesini değiştirme potansiyeli zaten gösterilmiştir. Bununla birlikte, önerilen bu yaklaşımların hiçbiri bilişsel gerilemeyi önleme bağlamında test edilmemiştir ve araştırmacılar, beyin aktivitesindeki değişikliklerin Alzheimer hastalığının seyrini değiştirip değiştirmeyeceğini henüz bilmiyorlar. Yeni bulgular, hangi beyin bölgelerinin faydalı tedavi hedefleri olabileceğini belirlemek için bir başlangıç ​​noktası sağlamaktadır.

Zhang, “İki ana bileşen var: Birincisi beynin hangi bölümünü hedefleyeceğimizi bilmek, ikincisi ise onu nasıl değiştirmemiz gerektiği,” dedi. “Bu nedenle, süper yaşlı beyin direnç modelini belirlemek kritik bir bileşendir; böylece iyi bir modelin ne olması gerektiğini bilebiliriz.”

Süper Yaşlıların Beyinlerini Farklı Kılan Nedir?

Tanımlanma biçimlerine bağlı olarak, yaşlı yetişkinlerin yaklaşık %10’u “süper yaşlı” olarak nitelendirilebilir. Bu araştırmada, terim, hafıza testlerinde 45 yaşındaki bir kişinin tipik seviyesinde performans gösterirken, yaşına uygun normal yürütücü işlevlerini koruyan, en az 75 yaşında olan kişileri ifade etmektedir.

Bilim insanları bu sıra dışı dirençli bireylere giderek daha fazla ilgi duymaya başladı. Bununla birlikte, önceki çalışmaların çoğu, süper yaşlıları bilişsel değerlendirmelerde normal performans gösteren diğer yaşlı yetişkinlerle karşılaştırdı.

Zhang, bu yaklaşımın önemli biyolojik farklılıkları göz ardı edebileceğini fark etti. İki kişi, altta yatan beyin sağlıkları çok farklı olmasına rağmen hafıza testlerinde benzer puanlar alabilir. Birinde amiloid-beta plakları oluşmaya başlamış veya yaşlanmayla ilişkili diğer biyolojik değişiklikler görülüyor olabilirken, diğerinde bu durum olmayabilir.

“Normal, bilişsel olarak bozulmamış bireyler, biyolojik anormallikleri açısından oldukça heterojendir,” dedi. “Süper yaşlıları bu kadar heterojen bir popülasyonla karşılaştırmak, dayanıklı veya savunmasız beyin kalıpları açısından neyin kritik olduğunu tanımlamayı zorlaştırıyor.”

Başka bir deyişle, süper yaşlıları görünüşte sağlıklı yaşlı yetişkinlerin geniş bir karışımıyla karşılaştırmak, hangi beyin özelliklerinin aslında gerilemeye karşı koruma sağladığını belirlemeyi zorlaştırır.

Stanford ekibi farklı bir yaklaşım benimsedi. Karşılaştırma grubu olarak tipik yaşlı yetişkinleri kullanmak yerine, süper yaşlılarla yaklaşık aynı yaşta olan Alzheimer hastalarını incelediler. Bu, bilişsel spektrumun zıt uçlarında daha net tanımlanmış iki grup oluşturdu.

Beyin Taramaları Gizli Bir Örüntünü Ortaya Çıkarıyor

Araştırmacılar, Açık Erişim Görüntüleme Çalışmaları Serisi, Harvard Yaşlanan Beyin Çalışması ve Alzheimer Hastalığı Nörogörüntüleme Girişimi de dahil olmak üzere çeşitli büyük araştırma girişimleri aracılığıyla toplanan görüntüleme bilgilerinden yararlandılar.

Araştırmacılar, 180 süper yaşlı ve 110 Alzheimer hastasının dinlenme halindeki fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) taramalarını incelediler. Bu görüntüleme tekniği, bir kişi tarayıcının içinde sessizce yatarken beyin aktivitesi kalıplarını kaydeder.

Bu karşılaştırma, beynin birçok bölgesinde aktivitede belirgin farklılıklar ortaya çıkardı. Bazı bölgelerde aktivite artışı gözlemlenirken, diğerlerinde aktivite azalması görüldü ve bu durum, iki grubu birbirinden ayıran tanınabilir kalıplar oluşturdu. Bilim insanları bu bölgeler arasındaki ilişkilere fonksiyonel bağlantı veya fonksiyonel bağlantı ağı adını veriyor.

Ekip, bu kalıpları kullanarak Alzheimer’ın dayanıklılık-hassasiyet bağlantı haritası veya ARC puanı olarak adlandırılan bir ölçüm geliştirdi. Bu puanlama yöntemi, süper yaşlıları Alzheimer hastalarından yaklaşık %85 ​​doğrulukla ayırt edebildi.

Araştırmacılar daha sonra aynı beyin imzasının, henüz belirgin bir bilişsel sorun geliştirmemiş kişilerde neler olacağını tahmin etmeye yardımcı olup olamayacağını araştırdılar.

Alzheimer Riskini Yıllar Öncesinden Tahmin Etmek

Ekip, ARC puanlama sistemini 55 ile 70 yaşları arasındaki 1300’den fazla bilişsel olarak sağlıklı yetişkine uyguladı. Puanları geniş bir aralığa yayıldı; daha düşük değerler süper yaşlılara daha benzer beyin aktivitesini yansıtırken, daha yüksek değerler Alzheimer hastalarında gözlemlenenlere daha yakın kalıpları gösteriyordu.

Çalışmanın başlangıcında, yüksek ve düşük ARC puanına sahip kişilerde bilişsel performansta belirgin bir fark görülmedi. Ancak araştırmacılar sonraki yıllarda toplanan takip verilerini inceledikçe önemli farklılıklar ortaya çıktı.

Çalışmanın baş yazarı ve psikiyatri alanında doktora sonrası araştırmacı olan Kanhao (Alex) Zhao, PhD, “ARC skorunu, bu hastanın hafif bilişsel bozukluğa veya Alzheimer hastalığına dönüşme olasılığını tahmin etmek için kullandık” dedi.

Mevcut takip süreleri veri kümeleri arasında farklılık gösterdi. Bazı katılımcıların kayıtları 12 yıla kadar uzarken, çoğu yaklaşık beş ila altı yıl boyunca takip edildi. Bu daha kısa süreler içinde bile, başlangıçtaki ARC puanları bilişsel yeteneklerdeki sonraki değişiklikleri tahmin etmeye yardımcı oldu.

Alzheimer benzeri beyin aktivitesi gösteren kişilerde, hafıza, dikkat ve yürütücü işlevlere ilişkin standart testlerde daha hızlı düşüşler gözlemlendi. Buna karşılık, süper yaşlılara en çok benzeyen davranış kalıplarına sahip olanlarda bilişsel gerileme genellikle en yavaş şekilde gerçekleşti.

“ARC skorunu, Alzheimer hastalığına dönüşecek kişileri tahmin etmede mevcut biyobelirteçlerle karşılaştırdık,” dedi Zhao. “Modelimiz, karşılaştırılabilir veya daha iyi bir tahmin yeteneği gösteriyor ve bunu daha erken bir zaman noktasında yapabiliyor. Ve skorumuzu mevcut biyobelirteçlerle birleştirirsek, tahmin performansı daha da iyileşiyor.”

Beyin Yaşlanmasının Daha Hassas Bir Ölçümü

Ekip ayrıca ARC puanlarının beyin yaşı adı verilen başka bir nörolojik sağlık ölçütüyle nasıl ilişkili olduğunu da araştırdı. Bu ölçüt, sağlıklı bireylerden toplanan fonksiyonel MRI bilgilerini kullanarak beyin yaşlanmasını tahmin eder.

İki ölçüm arasında bir miktar korelasyon olmasına rağmen, Zhang, ARC’nin yaşlanma sürecinde bir kişinin bilişsel gerilemeye karşı savunmasızlığı veya direnci hakkında daha hedefli bilgiler sağladığını vurguladı.

“Bilişsel performanslarını mükemmel düzeyde koruyabilen kişilerle bilişsel gerileme gösteren kişiler arasındaki farkı daha iyi anlamamıza yardımcı olabilecek bir belirteç oluşturmuş olmaktan dolayı heyecanlıyım,” dedi.

Bulgular, beyin bölgeleri arasındaki iletişim kalıplarının, standart hafıza testleriyle tek başına elde edilemeyen, gelecekteki bilişsel sağlık hakkında değerli bilgiler sunabileceğini göstermektedir.

Ayrıca, beyin aktivitesi ölçümlerini yerleşik Alzheimer biyobelirteçleriyle birleştirmenin, erken izlemeden veya gelecekteki önleyici tedavilerden en çok fayda görecek kişilerin belirlenmesini iyileştirebileceği olasılığını da gündeme getiriyorlar.

Beyin Egzersizleri Alzheimer Hastalığını Önlemeye Yardımcı Olabilir mi?

Cesaret verici sonuçlara rağmen, araştırmacılar ARC puanlarının Alzheimer hastalığını teşhis etmek için tasarlanmadığı konusunda uyarıda bulunuyor. Şimdilik, sistem bilişsel sağlığı izlemek ve gelecekteki riski tahmin etmek için potansiyel bir araç olarak görülmelidir.

Zhang ayrıca, bir kişinin aldığı puanın geleceğinin kalıcı bir göstergesi olmadığını da vurguluyor. Beyin aktivitesi zamanla değişebilir ve başlangıçta dirençli bir davranış sergileyen bir birey bunu süresiz olarak sürdüremeyebilir.

Örneğin, süper yaşlılara benzer ARC puanlarına sahip kişilerin oranı genellikle yaş ilerledikçe azalmaktadır. Beyin yaralanmaları ve nöropsikiyatrik rahatsızlıklar da bilişsel dayanıklılıkla ilişkili kalıpları etkileyebilir.

Daha da önemlisi, bu değişim potansiyeli her iki yönde de işleyebilir. Eğer beyin aktivitesi kırılganlıkla ilişkili kalıplara doğru kayabilirse, Zhang gelecekteki tedavilerin de daha fazla direnç göstermeye doğru yönelmesini teşvik edebileceğini umuyor.

Araştırma ekibi, bilişsel eğitim öncesi ve sonrasında ARC puanlarını ölçecek bir çalışma hazırlıyor. Amaç, hedefli eğitimin daha sağlıklı bilişsel yaşlanmayla ilişkili beyin aktivite modellerini etkileyip etkilemediğini araştırmaktır.

“Ancak kritik nokta, erken aşamada müdahale etmemiz gerektiğidir,” dedi. “Bu nedenle, süper yaşlılık benzeri belirtiler gösteren bireyleri Alzheimer benzeri belirtiler gösteren bireylerden ayırmak için bilişsel olarak bozulmamış popülasyona odaklanıyoruz. Bu tür erken göstergeleri hassas bir şekilde belirleyebilirsek, gelişmiş müdahale teknolojileriyle bu süreci tersine çevirebileceğimiz veya önleyebileceğimiz konusunda iyimserim.”

Bu beyin kalıplarını değiştirmenin Alzheimer hastalığını önleyip önleyemeyeceği veya geciktirip geciktiremeyeceği henüz bilinmese de, bu keşif araştırmalar için potansiyel olarak önemli yeni bir yön sunuyor. Belirtiler ortaya çıkmadan önce beyin aktivitesindeki farklılıkları belirleyerek, bilim insanları bilişsel işlev hala sağlamken müdahale etme konusunda değerli bir fırsat elde edebilirler.

Araştırmaya Children’s National Hospital, Texas Üniversitesi Austin Kampüsü, Lehigh Üniversitesi, Penn State Tıp Fakültesi, New York Üniversitesi Grossman Tıp Fakültesi ve Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles’tan araştırmacılar da katıldı.

Bu çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri (R21AG080425, R01MH129694 ve R01AG081768 numaralı hibeler), Rosenkranz Vakfı-Knight Girişimi ortak programı, Alzheimer Derneği hibesi ve Lehigh Üniversitesi CORE hibesi tarafından finanse edilmiştir.