Znajdź zawartość

Od jakiegoś czasu znany jest dodatni wpływ estrogenu - żeńskiego hormonu płciowego - na sprawność intelektualną mózgu. W tych właściwościach upatrywano remedium na neurodegeneracyjne choroby mózgu: alzheimera, demencję, parkinsona. Kłopot z tym, że długotrwała terapia estrogenowa powoduje zwiększone ryzyko chorób serca, udaru mózgu i raka. Nie było dotychczas sposobu na likwidację tych negatywnych skutków ubocznych. Rozwiązać problem udało się zespołowi naukowców z Northwestern University w Chicago. Deepak Srivastava, kierownik projektu, wraz ze współpracownikami opracował związek, który pozwala skorzystać z dobroczynnych właściwości estrogenu bez skutków ubocznych. Wymagało to zbadania i zrozumienia mechanizmu, w jaki estrogen wzmacnia mózg, a następnie uruchomienia go inną metodą. Jak się okazuje, estrogen silnie pobudza wytwarzanie nowych połączeń pomiędzy neuronami kory mózgowej. Zespół Srivastavy stwierdził, że neurony potrafią same wytwarzać estrogen, w pobliżu wypustek dendrytycznych, tworzących połączenia w mózgu, odkryto bowiem nagromadzenie aromatazy, białka odgrywającego kluczową rolę w produkcji estrogenu. Skoro mechanizm jest na miejscu i gotowy do użycia, postanowiono z niego skorzystać. Naukowcy z Northwestern opracowali zatem sposób na imitowanie działania estrogenu i uruchomienie receptora estrogenu, to zaś skutkuje pożądanym przyrostem ilości połączeń w mózgu. Ponieważ większość chorób neurodegeneracyjnych wiąże się z niszczeniem tych właśnie połączeń, opracowany sposób może posłużyć jako skuteczna terapia hamująca, lub nawet odwracająca skutki choroby. Odkrycie zostało zaprezentowane na konferencji Neuroscience 2010 w San Diego.

Ultradźwięki, czyli fale o tak dużej częstotliwości, że są niesłyszalne przez człowieka, mają wiele zastosowań medycznych. Mogą posłużyć do masażu rozluźniającego mięśnie, do niszczenia komórek tłuszczowych, do rozbijania kamieni nerkowych, do niszczenia tkanki nowotworowej, wreszcie najbardziej znanego zastosowania, czyli USG - techniki pozwalającej zajrzeć do wnętrze ciała, ocenić stan serca, czy zobaczyć na żywo płód w łonie matki. Elisa Konofagou, profesor inżynierii biomedycznej na Columbia University, zamierza dodać jeszcze jedno zastosowanie: otwieranie bariery krew-mózg. Bariera krew-mózg to zespół białkowych struktur oddzielający tkankę mózgową od niosących krew naczyń włosowatych. Chroni ona mózg przed szkodliwymi substancjami i zakażeniami, ale przy okazji przeszkadza również lekarzom. To właśnie przez barierę k-m tak trudne jest leczenie chorób mózgu, w szczególności alzheimera czy parkinsona, nie przepuszcza ona leków, więc nawet mając potencjalne lekarstwo, nie sposób skutecznie podawać go pacjentom. Dlatego leczenie tych chorób jest tak trudne i okupione wieloma skutkami ubocznymi. Zamiast prób sterowania barierą w sposób biologiczny, prof. Konofagou proponuje wykorzystanie ultradźwięków. Technika według jej pomysłu polega na wstrzyknięciu do krwiobiegu miniaturowych bąbelków, które z krwią docierają również do naczyń włosowatych w mózgu. Wiązka ultradźwięków kierowana jest w miejsce powyżej hipokampa - obszaru mózgu odpowiadającego m.in. za pamięć, który jest główną ofiarą chorób neurodegeneracyjnych. Tam pod wpływem fali akustycznej mikroskopijne bąbelki drgają, powodując otwieranie się bariery krew-mózg i przepływ leków, również krążących we krwi. Doświadczenia na zwierzętach wykazały skuteczność metody, jeśli próby kliniczne na ludziach również się powiodą, będzie to przełom w leczeniu wielu chorób.

Zapobieganie rozwojowi choroby Alzheimera wymaga rozpoznania jej wczesnych symptomów. Najczęściej zaczyna się od łagodnego upośledzenia funkcji poznawczych (mild cognitive impairment, MCI). Jednak nie u każdego pacjenta z MCI ta przypadłość rozwija się, w wielu przypadkach pozostaje ona na stałym poziomie. Jak zidentyfikować i odróżnić te przypadki? Doktor Sven Haller, radiolog z University Hospitals of Geneva zaprzągł do diagnozowania nową, specjalistyczną technologię podatnościozależnego rezonansu magnetycznego (susceptibility weighted imaging, SWI) oraz... sztuczną inteligencję. W przygotowawczym badaniu wzięło udział 69 pacjentów w wieku przeciętnie 65 lat płci obojga ze zdiagnozowanym MCI oraz grupa kontrolna 35 osób. Zaburzenia poznawcze zidentyfikowano za pomocą standardowego zestawi testów psychologicznych, wszystkich badanych poddano obrazowaniu nową technologią rezonansu magnetycznego. Po roku badania powtórzono, identyfikując 27 pacjentów z pogłębiającym się stanem MCI. Badanie SWI pozwoliło na dokładną analizę nawet niewielkich naczyń krwionośnych, połączoną z identyfikacją mikrowylewów, a także na porównanie stężenia żelaza w różnych obszarach mózgu. Liczba odkrytych mikrowylewów była znacząco wyższa u osób z narastającym upośledzeniem zdolności poznawczych (54%) niż u osób ze stabilną dolegliwością (33%). W grupie kontrolnej wskaźnik ten wyniósł jedynie 14%. Obrazowanie pokazało również, że osoby ze zdiagnozowanym MCI miały zwiększoną koncentrację żelaza w niektórych głębszych strukturach mózgu (w jądrze podkorowym) a zmniejszoną w innych. Zakłócenia w dystrybucji żelaza mogą być zatem uznane za dodatkowy indykator upośledzenia funkcji mózgu. Nie koniec na tym, bowiem dr Haller dokonał analizy zgromadzonych danych przy pomocy oprogramowania klasyfikującego z algorytmami sztucznej inteligencji. Komputerowa ocena, który z pacjentów zagrożony jest postępującym upośledzeniem sprawdziła się w 85 procentach. Jak na pierwsze rezultaty wynik jest bardziej niż obiecujący, doktor Sven Haller zamierza kontynuować poszukiwania oznak pozwalających bezbłędnie identyfikować osoby zagrożone chorobą Alzheimera i innymi chorobami neurodegeneracyjnymi.

Najczęściej polecanym środkiem zaradczym na choroby neurodegeneracyjne mózgu jest utrzymywanie aktywności umysłowej i intelektualnej. Ma ono usprawniać pracę mózgu i spowalniać proces demencji. Jak się okazuje - nie jest tak do końca. Wprawdzie rzeczywiście trening mózgu opóźnia moment pojawienia się upośledzeń, ale kosztem szybszego ich narastania. Te nowe spostrzeżenia przyniósł program badawczy, jaki prowadził doktor Robert S. Wilson we współpracy z Rush University Medical Center w Chicago. Studium trwało aż 12 lat, podczas których obserwowano 1157 osób w wieku od 65 lat wzwyż. Wszyscy na początku badań nie wykazywali żadnych oznak demencji. Wszyscy regularnie wypełniali ankietę dotyczącą aktywności umysłowych (radio, telewizja, czytanie, rozwiązywanie krzyżówek, wyjścia do muzeum, itp.). Wszystkich badano pod kątem sprawności umysłowej. Badanie wykazało, że regularne stymulowanie aktywności mózgu opóźniało moment rozpoznania początku upośledzenia zdolności poznawczych. U osób aktywnych intelektualnie jednak proces neurodegeneracji postępował szybciej od momentu pojawienia się pierwszych oznak demencji. Zatem zysk z dłuższego utrzymania pełnej sprawności osiąga się kosztem szybszej jej utraty w momencie pojawienia się pierwszych objawów upośledzenia funkcji mózgu. Pozostaje pytanie: dlaczego się tak dzieje? Dr Wilson uważa, że trening umysłowy pozwala osobom aktywnym funkcjonować z pełną sprawnością mimo faktycznego pojawienia się choroby i opóźnia proces jej rozpoznania. Kiedy jednak zmiany chorobowe przekroczą poziom „wytrenowanych" możliwości adaptacyjnych mózgu, są już bardzo znaczące. Obrazując rzecz inaczej: aktywność umysłowa skraca okres od pojawienia się oznak choroby do poważnej utraty sprawności.