Новый сенсор мозга дает ответы об Альцгеймере

Ученые из Медицинской школы Университета Вирджинии разработали инструмент для мониторинга коммуникаций внутри мозга с беспрецедентной детализацией. Он уже помог объяснить, почему препараты от болезни Альцгеймера имеют ограниченную эффективность и почему состояние пациентов резко ухудшается после их отмены.

Исследователи ожидают, что их новый метод окажет огромное влияние на понимание депрессии, нарушений сна, аутизма, неврологических и психических заболеваний, а также ускорит разработку новых методов лечения.

Неожиданные передачи

Новый метод позволяет изучать передачи в мозге как на микроскопическом, так и на наноскопическом уровне, комбинируя биологический «сенсор» с двумя формами передовой визуализации.

Подход может количественно оценивать «нейромодуляторные» передачи, связанные с серьезными расстройствами мозга, включая зависимость, болезнь Альцгеймера, депрессивные расстройства и шизофрению, а также с аутизмом, эпилепсией, расстройствами пищевого поведения и сна.

Нейромодуляторные передачи считаются более «медленными» и вовлекающими множество нейронов в обширных областях, в отличие от быстрых нейрон-нейронных передач. Однако новый инструмент показал, что это не так просто.

При болезни Альцгеймера ученые обнаружили неожиданно высокую степень «точного контроля» в предположительно массовых нейромодуляторных передачах. Широко используемые препараты от Альцгеймера — ингибиторы ацетилхолинэстеразы — могут подавлять эту точную коммуникацию, что может объяснять их ограниченную эффективность.

Исследователи также выявили потенциальные изменения в мозге, вызванные длительным приемом этих препаратов, что может объяснять резкое ухудшение состояния пациентов после их отмены. Новый метод выявляет дефекты при Альцгеймере с беспрецедентным пространственным и временным разрешением, определяя точные мишени для терапии.

Болезнь Альцгеймера — лишь верхушка айсберга. Новая система имеет «широкую применимость» для всего спектра неврологических и психиатрических заболеваний. В ближайшие годы она поможет понять эти болезни, скринировать препараты, выявлять вызывающие заболевания гены и разрабатывать более персонализированную медицину.

Результаты и описание метода опубликованы в научных журналах Molecular Psychiatry и Nano Letters.