ScienceDaily (20 april 2012) - forskare studera hur Alzheimers slår rot i hjärnan har identifierat viktiga nya likheter mellan en musmodell och mänsklig Alzheimers.
Forskare vid Washington University School of Medicine i St Louis har visat att hjärnan plack i möss är förknippade med störningar av förmågan hos hjärnan att bilda nätverk med varandra. Denna nedgång parallell tidigare resultat från humanstudier, vilket tyder på att vad forskarna lära sig mer om Alzheimers effekter på hjärnan nätverk i möss sannolikt kommer att kunna överföras till mänskliga sjukdomar forskning.
Studien, som publicerades i Journal of Neuroscience , är bland de första att exakt kvantifiera effekterna av Alzheimers sjukdom plack på hjärnan nätverk i en djurmodell. Fram till nu har forskare studerar Alzheimers hos djur i allmänhet begränsad till bedömningar av strukturella hjärnskador och analyser av aktivitet i hjärnan cell nivåer.
"Exakt mätning av förändringar i hjärnan nätverk är avgörande för att förstå Alzheimers och kommer sannolikt att vara viktigt i modeller av andra neurodegenerativa sjukdomar", säger ledande författare David M. Holtzman, MD, Andrew B. och Gretchen P. Jones professor och chef för Neurologiska kliniken. "Till exempel kan vi testa nu om att blockera Alzheimers plack byggs upp i musen hjärnan förhindrar störningar i hjärnans nätverk."
Hos människor, forskare bedöma integriteten av hjärnans nätverk genom att övervaka cerebralt blodflöde med funktionell magnetresonanstomografi skanningar resonanstomografi. När hjärnan är i viloläge, stiger blodflödet och faller i synk i hjärnan regioner som nätverk med varandra, kallas ett fenomen funktionell anslutning. Dessa länkar tros vara en viktig del av normal hjärnaktivitet. Hos människor, problem i funktionell anslutning verkar förebåda utveckling av demens.
Att tillämpa samma teknik för att möss kan vara mycket utmanande, enligt Holtzman. Istället använde forskarna en metod för att övervaka blodflödet till hjärnan hos möss som nyligen utvecklats av labbet av Joseph Culver, med dr, docent i radiologi vid Washington University. Tekniken innebär att montera en ring med lysdioder på huvudet av en lätt sövd mus. Sensorer i ringen bildskärmen ljus som reflekteras tillbaka från hemoglobin molekyler som flyter genom blodkärl i hjärnan. Dessa data kan användas för att snabbt bedöma blodflödet.
Forskare tillämpade metoden på en musmodell för Alzheimers sjukdom. De fann att delar av hjärnan med de starkaste nätverksanslutningar i unga möss utvecklat den mest plack som de äldre möss. Som plack ackumuleras i dessa regioner sjönk funktionell anslutning. Forskare har redan hittat liknande resultat hos människor med funktionell magnetisk resonanstomografi.
En koppling mellan starkare hjärnan nätverk i unga möss och ökade tecken på Alzheimers hos äldre möss kan tyckas motsägelsefullt, men det ekar tidigare studier i Holtzman laboratorium som länkade högre aktivitetsnivåer i enskilda hjärnceller till ökad plack deposition.
Holtzman och andra har spekulerat att de typer av information och funktioner kodas i verksamheten i hjärnceller och deras nätverk kan påverka deras effekt på Alzheimers risk. Epidemiologiska studier har visat att brain stimulation, såsom pussel, läsa eller lära, är förenad med minskad risk för Alzheimers. Lämnar hjärnan overksam under långa perioder kan öka risken.
Mössen studerade i forskning har en muterad form av ett humant protein, Alzheimers prekursorprotein, som gör dem att utveckla hjärnan plack. Andra musmodeller har muterade versioner av ett protein som kallas tau att leda till utveckling av neurofibrilltrassel, som är ett annat kännetecken för Alzheimers sjukdom. Holtzman, Culver och kollegor planerar att testa funktionell uppkoppling i musmodeller med muterade versioner av humant tau. Resultaten kan bidra till att avgöra effekterna av andra typer av protein aggregat i hjärnan, enligt Holtzman.
"Viktiga nya insikter i normala och dysfunktionella mänskliga hjärnan har gjorts via studier av funktionell anslutning", Holtzman säger. "Att kunna analysera hjärnans funktion från ett liknande perspektiv i djurmodeller, där vi har mycket större frihet att manipulera gener och proteiner, bör vara till stor hjälp i våra ansträngningar att förstå och behandla komplexa förhållanden som Alzheimers sjukdom."
