Navigeerimisprobleemid võivad ennustada Alzheimeri tõbe

Uued uuringud näitavad, et raskused arvutipõhise labürindi läbirääkimistel võivad olla Alzheimeri tõve varajane näitaja.

Uurijad on kindlaks teinud, et ruumilise navigeerimise suurenenud raskused ennustavad Alzheimeri tõbe juba enne kliiniliste tunnuste ilmnemist.

"Need leiud viitavad sellele, et kognitiivse kaardistamisstrateegia hindamiseks kavandatud navigeerimisülesanded võiksid olla võimas uus tööriist Alzheimeri tõvega seotud varaseimate muutuste tuvastamiseks," ütles vanemautor Denise Head, Washingtoni ülikool St. Louis.

"Selles uuringus kognitiivsete kaardioskuste hindamiseks kasutatud ruumiline navigeerimisülesanne oli prekliinilise Alzheimeri tõve tuvastamisel tundlikum kui episoodilise mälu tavapärane psühhomeetriline ülesanne," ütles ta.

Haiguse prekliiniline tuvastamine on määratletud kui Alzheimeriga seotud muutuste esinemine ajus, mis ilmnevad enne diagnoosi viivate sümptomite tekkimist.

Uuringu tulemused ilmuvadJournal of Alzheimeri tõbi. Tulemused on kooskõlas praeguste veendumustega, kus Alzheimeri tõve halb mõju avaldub ajus, samuti haiguse progresseerumisega teistesse ajupiirkondadesse.

Varasemad uuringud on näidanud, et Alzheimeri tõvega inimestel tekivad navigatsiooniprobleemid varakult. Need puudujäägid võivad olla seotud amüloidnaastude ja tau-puntrate kogunemisega ning muude aju prefrontaalse korteksi, hipokampuse ja kaudaadi halvenemise ja kokkutõmbumise tunnustega.

Hippokampus on Alzheimeriga seotud kahjustuste varajase märklauana väljakujunenud. See ajupiirkond on seotud pikaajalise mälu salvestamise, uue ümbruse äratundmise ja kognitiivsete kaartide loomisega. Lisaks on kaudaat ajupiirkond, mis on seotud nii õppimise kui ka vabatahtliku liikumisega.

"Meie vaatlused näitavad progresseerumist, nii et prekliinilist Alzheimeri tõbe iseloomustab hipokampuse atroofia ja sellega seotud kognitiivsed kaardistamisraskused, eriti õppefaasis," ütles esimene autor Samantha Allison.

"Haiguse progresseerudes süvenevad kognitiivse kaardistamise defitsiidid (mälu), kaasneb kaudaat (õppimine ja liikumine) ning tekivad marsruudipuudujäägid."

Kuigi need puudujäägid on Alzheimeri tõve varajases staadiumis patsientidel hästi dokumenteeritud, pole neid normaalsena näivatel patsientidel hästi uuritud, kes võivad progresseeruda haiguse tuvastatavate varajaste staadiumide poole - seisund, mida nimetatakse prekliiniliseks Alzheimeri tõveks.

Selles uuringus uurisid teadlased virtuaalse labürindis navigeerimiskatse abil, kas prekliinilises Alzheimeris on võimalik tuvastada spetsiifilisi probleeme marsruudiõppes ja kognitiivse kaardi ehitamises, mis hõlmavad vastavalt caudate ja hipokampust.

Katse ülesehitus mängib tõsiasja, et inimesed leiavad oma elu tavaliselt kahe erineva ruumilise kujutamise ja navigeerimise vormi abil.

Egotsentrilise navigeerimise korral tuginevad inimesed kulunud marsruutide järgimisel varasematele teadmistele, liikudes järjest ühelt maamärgilt teisele, kuni jõuavad sihtkohta.

Eralduskeskse navigeerimise käigus saavad inimesed tuttavaks oma suure pildiümbrusega ja loovad olemasolevate vaatamisväärsuste mõttekaardi, mis võimaldab neil koostada parimaid saadaolevaid marsruute ja leida otseteid uutesse sihtkohtadesse.

Selles uuringus osalejad eraldati aju ja seljaaju vedelike testi põhjal kolme rühma, mis suudavad tuvastada biomarkereid, mis on näidatud Alzheimeriga seotud naastude ja puntrate edasise arengu ennustamiseks ajus.

Kui inimene on kliiniliselt normaalne, kuid tal on veel aju Alzheimeriga seotud naastude ja puntrate biomarkerid, peetakse teda prekliiniliseks Alzheimeri tõveks.

Selles uuringus osales 42 kliiniliselt normaalset isikut, kellel puudusid Alzheimeri tõve tserebrospinaalvedeliku markerid, 13 kliiniliselt normaalset isikut, kes olid nende markerite suhtes positiivsed ja kellel oli seega prekliiniline Alzheimer, ning 16 isikut, kellel olid Alzheimeri tõve varajases staadiumis dokumenteeritud käitumissümptomid.

Kõik 71 uuringus osalejat veetsid umbes kaks tundi lauaarvutis, et testida nende suutlikkust navigeerida virtuaalses rägastikus, mis koosneb neljast tapeedimustrist ja 20 maamärgist koosnevatest ühendatud koridoridest.

Osalejatel testiti kahte navigeerimisoskust: kui hästi nad said õppida ja järgida eelnevalt kindlaksmääratud marsruuti ning kui hästi said nad kujundada ja kasutada keskkonna tunnetuslikku kaarti. Osalejatele anti 20 minutit, et õppida kindlaksmääratud marsruut või uurida ja uurida rägastikku navigeerimisnupu abil. Seejärel testiti nende võimet marsruudi uuesti luua või leida tee konkreetsete keskkonnas asuvate vaatamisväärsuste juurde.

"Prekliinilise Alzheimeri tõve tserebrospinaalsete markeritega inimestel ilmnesid märkimisväärsed raskused alles siis, kui nad pidid moodustama keskkonna tunnetuskaardi - hipokampuse funktsiooniga seotud assotsentrilise, kohapeal õppiva navigeerimisprotsessi," ütles Head.

"See sama prekliiniline Alzheimeri tõve rühm näitas marsruudiõppe ülesannetes vähe või üldse mitte häireid - egotsentriline navigeerimisprotsess, mis on tihedamalt seotud kaudaalse funktsiooniga."

Võrreldes kognitiivselt normaalsete uuringus osalejatega, kellel puudusid Alzheimeri tõve tserebrospinaalvedeliku markerid, hindasid prekliinilise Alzheimeri tõvega patsiendid nende võimet õppida objektide paiknemist keskkonnas üksteise suhtes esialgse uuringu faasi ajal.

Kuigi need tulemused viitavad kognitiivse kaardi moodustamise võimekuse puudujääkidele, suutsid prekliinilised Alzheimeri tõvest osavõtjad lõpuks need kaardiõppe puudujäägid ületada, sooritades järgneva teekonna otsimise navigeerimisülesande käigus peaaegu sama hästi kui kognitiivselt normaalseid osalejaid.

"Need leiud viitavad sellele, et prekliinilise Alzheimeri tõvega inimeste navigeerimisraskused on osaliselt seotud keskkonnateabe hankimisega seotud probleemidega," ütles Head. "Ehkki nad võivad uute keskkondade õppimiseks vajada täiendavat koolitust, on siin hea uudis see, et paistab, et neil on kognitiivse kaardi kasutamiseks peaaegu sama palju teavet kui kognitiivselt normaalsete analoogidega."

Juhataja hoiatab, et praegusel uuringul on mitmeid piiranguid, sealhulgas suhteliselt väike valimimaht ja otsese teabe puudumine ajupiirkondade ja -võrkude kohta, millel on roll ruumilises navigeerimises ja teejuhistes.

Kuid Allison märgib: "Praegu uurime, kuidas haiguse alguses mõjutatud ajupiirkonnad on seotud kognitiivse kaardistamise puudujäägiga suuremas prekliinilise Alzheimeri tõvega isikute valimis."

Nende piirangute kontekstis näitab käesolev uurimine olulisi prekliinilisi Alzheimeri tõvega seotud puudujääke kognitiivse kaardistamise aspektides koos suhtelise säilimisega marsruudiõppes.

Seevastu Alzheimeri tõvega varases staadiumis seotud mälukaotusi ja muid käitumisprobleeme kogevatel inimestel oli selgeid raskusi nii väljakujunenud raja õppimisel kui ka uute orientiiride leidmisel.

"See muster on kooskõlas hipokampuse terviklikkuse vähenemisega enne kaudaadi muutusi," ütles Head.

"Need leiud viitavad sellele, et kognitiivse kaardistamise strateegia hindamiseks kavandatud navigeerimisülesanded võiksid olla võimas vahend Alzheimeri tõvega seotud varasemate tunnetusmuutuste tuvastamiseks."

Uurimisrühm märgib, et prekliinilise Alzheimeri tõve tserebrospinaalvedeliku markerite olemasolu ei taga, et inimene areneb välja täispuhutud Alzheimeri tõbi.

"Tulevased uuringud peaksid uurima, kas prekliinilise Alzheimeri tõvega inimeste kognitiivse kaardistamise puudujäägid on seotud sümptomaatilise Alzheimeri tõve suurenenud riskiga," ütlesid nad.

Allikas: Washingtoni ülikool, St. Louis