Мозг под микроскопом: алгебра против Альцгеймера

Исследователи из Университета Техаса в Хьюстоне создали математическую методику, позволяющую с помощью обычных МРТ-сканов выявлять риск развития болезни Альцгеймера ещё до появления первых симптомов. Новое программное решение — Региональный Индекс Уязвимости — оценивает, насколько мозг конкретного человека напоминает "портрет" мозга с Альцгеймером. Метод уже отслеживает, как гены и состояние сосудов влияют на мозг даже у внешне здоровых людей.

Болезнь Альцгеймера долгое время представляет собой скрытого врага — мозг начинает меняться за десятилетия до первых забытых ключей и путаницы в именах. Старые методы обнаружения требуют сложных процедур: радиоактивных меток, пункций или дорогих анализов крови. Обычный МРТ — доступнее, но визуально признаки болезни становятся заметны только после начала деградации памяти.

Группа под руководством Питера Кочунова и Л. Эллиота Хонга разработала софт, который вычисляет риск по всему мозгу сразу, а не по отдельным частям. Был определен некий "эталонный портрет" Альцгеймера, полученный на основе МРТ больных с подтверждёнными белковыми отложениями (классическая патология). Скан любого другого мозга сравнивают с этим "портретом" по сложной математической формуле: если совпадение велико — добро пожаловать в группу риска.

Учёные решили проверить, насколько точно индекс ловит последствия двух главных факторов риска: наличия варианта гена аполипопротеина E4 (у таких людей риск деменции выше) и состояния сосудов (давление, холестерин, диабет). Для чистоты эксперимента сначала был выбран “стерильный” с точки зрения среды коллектив — 343 амиша: никакого алкоголя, курения, у всех схожие образ жизни и гены. Потом метод проверили на более 31 тысячи европейцев из мегаполисов (UK-Biobank).

В обеих группах у носителей опасного гена индекс был заметно выше, хотя явных когнитивных нарушений не наблюдалось. Классические измерения размеров отдельных частей мозга ничего не показывали, а вот индекс указывал на скрытые изменения — до появления первых жалоб на память.

Далее оказалось: если у человека и "плохой" ген, и проблемы с сосудами, мозг всё больше похож на "портрет" Альцгеймера на МРТ — по сравнению с теми, у кого только сосудистые особенности или ген. Судя по всему, эти два фактора вместе как бы усиливают друг друга — итог для сосудов с опасным геном, мягко говоря, печален. Но если у человека плохие сосуды, а гена нет, индекс почти не меняется.

После того как метод подтвердил свою чувствительность на здоровых людях, его протестировали на 2000 пожилых с легкими когнитивными нарушениями. Индекс предсказывал, кто “скатится” в настоящую деменцию в течение ближайших трёх лет после первичного МРТ. Чем выше индекс — тем выше риск, чем ниже — тем безопаснее прогноз. Особенно точно метод работает в ближайшие три года, дальше точность падает.

Исследователи признают: разнородность выборок (разные страны, уклады жизни) добавляет шум, а карты мозга, на которых все основано — пока вполне стандартны. Разработчики не сравнивали новый индекс напрямую с золотым стандартом — ПЭТ-сканированием, и не тестировали наравне с современными анализами крови. Возможно, новые карты или параллельная диагностика повысят чувствительность метода ещё больше.

Если технологию подтвердят другие лаборатории, любому пожилому человеку достаточно будет посмотреть МРТ — и прочитать свое будущее. Вся игра — на упреждение: чем раньше пойман Альцгеймер, тем дольше голова будет на плечах.