Problemele de navigație pot prezice Alzheimer

Noile cercetări sugerează că dificultatea negocierii unui labirint computerizat poate fi un indicator timpuriu al bolii Alzheimer.

Anchetatorii au stabilit că o dificultate crescută în navigația spațială este predictivă pentru Alzheimer cu mult înainte ca semnele clinice să fie evidente.

„Aceste constatări sugerează că sarcinile de navigație concepute pentru a evalua o strategie de cartografiere cognitivă ar putea reprezenta un nou instrument puternic pentru detectarea celor mai timpurii modificări ale cunoașterii legate de boala Alzheimer”, a declarat autorul principal Denise Head, Universitatea Washington din St. Louis.

„Sarcina de navigație spațială utilizată în acest studiu pentru a evalua abilitățile de hartă cognitivă a fost mai sensibilă la detectarea bolii Alzheimer preclinice decât sarcina psihometrică standard a memoriei episodice”, a spus ea.

Detectarea preclinică a bolii este definită ca detectarea prezenței modificărilor legate de Alzheimer în creier care apar înainte de apariția simptomelor care duc la diagnostic.

Rezultatele studiului apar înJurnalul bolii Alzheimer. Constatările sunt în concordanță cu convingerile actuale în ceea ce privește locul în care creierul apare prima dată efectele negative ale bolii Alzheimer, precum și cu progresul bolii către alte regiuni ale creierului.

Cercetările anterioare au arătat că problemele de navigație apar devreme la persoanele cu boală Alzheimer. Aceste deficite pot fi asociate cu acumularea de plăci amiloide și încurcături de tau și alte semne de deteriorare și contracție în cortexul prefrontal al creierului, hipocampul și caudatul.

Hipocampul este bine stabilit ca țintă timpurie a daunelor legate de Alzheimer. Această regiune a creierului este asociată cu stocarea memoriei pe termen lung, recunoașterea unui nou mediu și crearea hărților cognitive. În plus, caudatul este o zonă a creierului asociată cu învățarea, precum și cu mișcarea voluntară.

„Observațiile noastre sugerează o progresie astfel încât boala Alzheimer preclinică este caracterizată de atrofie hipocampală și dificultăți de cartografiere cognitivă asociate, în special în faza de învățare”, a spus primul autor Samantha Allison.

„Pe măsură ce boala progresează, deficitele de cartografiere cognitivă se înrăutățesc (memoria), caudatul devine implicat (învățare și mișcare) și apar deficite de învățare pe cale”.

În timp ce aceste deficite sunt bine documentate la pacienții cu boală Alzheimer în stadiu incipient, nu au fost bine studiați la pacienții aparent normali, care ar putea progresa către stadiile incipiente identificabile ale bolii, un statut cunoscut sub numele de boala Alzheimer preclinică.

În acest studiu, cercetătorii au folosit un experiment virtual de navigație la labirint pentru a examina dacă problemele specifice cu învățarea rutelor și construirea hărții cognitive, care implică caudatul și respectiv hipocampul, ar putea fi detectate în Alzheimer preclinic.

Proiectarea experimentului se bazează pe faptul că oamenii își găsesc în general drumul în viață folosind două forme distincte de reprezentare spațială și navigație.

Cu navigația egocentrică, oamenii se bazează pe cunoștințele din trecut pentru a urma rute bine purtate, deplasându-se secvențial de la un punct de reper la altul până când ajung la destinația țintă.

În navigația alocentrică, oamenii se familiarizează cu imaginea de ansamblu și creează o hartă mentală a reperelor existente, permițându-le să traseze cele mai bune rute disponibile și să găsească comenzi rapide către destinații noi.

Participanții la acest studiu au fost separați în trei grupuri pe baza unui test al fluidelor cerebrale și spinale care pot detecta biomarkeri care prezintă dezvoltarea viitoare a plăcilor legate de Alzheimer și a încurcăturilor din creier.

Dacă o persoană este normală din punct de vedere clinic, dar are biomarkeri pentru plăcile legate de Alzheimer și încurcăturile din creier, se consideră că au boala Alzheimer preclinică.

Acest studiu a inclus 42 de indivizi din punct de vedere clinic care nu aveau markerii lichidului cefalorahidian pentru Alzheimer, 13 indivizi din punct de vedere clinic normal, care erau pozitivi pentru acești markeri și aveau astfel Alzheimer preclinic, și 16 indivizi cu simptome comportamentale documentate ale Alzheimerului în stadiu incipient.

Toți cei 71 de participanți la studiu au petrecut aproximativ două ore pe un computer desktop testat cu privire la capacitatea lor de a naviga într-un labirint virtual format dintr-o serie de holuri interconectate cu patru modele de tapet și 20 de repere.

Participanții au fost testați cu două abilități de navigație: cât de bine ar putea învăța și urma un traseu prestabilit și cât de bine ar putea forma și utiliza o hartă cognitivă a mediului. Participanților li s-au acordat 20 de minute fie să învețe un traseu specificat, fie să studieze și să exploreze labirintul cu un joystick de navigație. Au fost apoi testați cu privire la capacitatea lor de a recrea traseul sau de a-și găsi drumul către repere specifice din mediu.

Persoanele cu markeri cerebrospinali pentru boala Alzheimer preclinică au demonstrat dificultăți semnificative doar atunci când au fost nevoiți să formeze o hartă cognitivă a mediului - un proces de navigație alocentric, de învățare a locului asociat cu funcția hipocampală ”, a spus Head.

„Același grup preclinic al bolii Alzheimer a arătat puțină sau deloc afectare a sarcinilor de învățare pe traseu - un proces de navigație egocentric mai strâns asociat cu funcția caudat”.

În comparație cu participanții la studiu din punct de vedere cognitiv, care nu aveau markerii lichidului cefalorahidian al Alzheimer, cei cu boală Alzheimer preclinică au obținut un scor mai scăzut în ceea ce privește capacitatea lor de a învăța locațiile obiectelor din mediu în raport cu celelalte în timpul fazei inițiale de studiu.

În timp ce aceste rezultate sugerează deficite în abilitatea de a forma o hartă cognitivă, participanții preclinici la boala Alzheimer au reușit în cele din urmă să depășească aceste deficite de învățare a hărților, realizând participanți normali la fel de bine ca și cognitiv în timpul unei sarcini de navigare ulterioare.

Aceste constatari sugereaza ca dificultatile de navigatie cu care se confrunta persoanele cu boala preclinica Alzheimer sunt in parte legate de probleme de a obtine informatii de mediu, a spus Head. „Deși ar putea necesita instruire suplimentară pentru a învăța noi medii, vestea bună aici este că par să păstreze suficiente informații pentru a utiliza o hartă cognitivă aproape la fel de bine ca și colegii lor normali din punct de vedere cognitiv.”

Head avertizează că studiul actual are mai multe limitări, inclusiv o dimensiune relativ mică a eșantionului și o lipsă de informații directe despre regiunile creierului și rețelele care au un rol în navigația spațială și în identificarea căilor.

Cu toate acestea, Allison notează: „În prezent, investigăm modul în care regiunile creierului au avut un impact timpuriu în cursul bolii sunt legate de deficitele de cartografiere cognitivă la un eșantion mai mare de indivizi cu boala Alzheimer preclinică”.

În contextul acestor limitări, investigația actuală demonstrează deficite semnificative preclinice legate de boala Alzheimer în aspecte ale cartografierii cognitive cu conservare relativă în învățarea pe traseu.

În schimb, persoanele care se confruntă cu deficiențe de memorie și alte probleme de comportament asociate cu stadiul incipient al bolii Alzheimer au avut dificultăți clare atât în ​​învățarea unei rute stabilite, cât și în găsirea propriului drum spre noi repere.

Acest tipar este in concordanta cu scaderi ale integritatii hipocampice inainte de modificari in caudat, a spus Head.

Aceste constatări sugerează că sarcinile de navigație concepute pentru a evalua o strategie de cartografiere cognitivă ar putea reprezenta un instrument puternic pentru detectarea celor mai timpurii modificări ale cunoașterii legate de boala Alzheimer.

Echipa de cercetare observă că prezența markerilor de lichid cefalorahidian pentru Alzheimer preclinic nu garantează că o persoană va continua să dezvolte Alzheimer complet suflat.

Cercetările viitoare ar trebui să examineze dacă deficiențele de cartografiere cognitivă la persoanele cu Alzheimer preclinic sunt asociate cu un risc crescut de a dezvolta Alzheimer simptomatic, au spus ei.

Sursa: Universitatea Washington, St. Louis