Создана компьютерная модель, которая способна отслеживать деменцию
По сообщению «WordScience.org», исследователями из «Weill Cornell Medical College» разработана компьютерная модель, отслеживающая распространение в человеческом мозге механизма различных форм деменции. Как заявляют ученые, их математическую модель можно будет использовать при прогнозировании заболевания: где и ориентировочно когда головной мозг пациента начнет страдать. А именно: можно будет заранее вычислить заражения нейрона токсичными белками, подобными прионам, - процесс, который лежит в основе всех форм слабоумия.
Опубликованные 22-го марта 2012-го года выводы о нейронах смогут помочь многим пациентам и их семьям в подтверждении диагноза деменции, и быть заранее готовыми к будущему когнитивному снижению. Ведущий исследователь разработки доктор философии Ашиш Радж, доцент кафедры информатики в «Weill Cornell Medical College» говорит, что даже в то время, когда будут уже существовать лекарства против деменции, данная программа будет также помогать медикам выявлять нужные для терапевтического вмешательства области головного мозга. Доктор Радж подметил, что это чем-то похоже на систему метеорологического радиолокатора, показывающего погодные условия в определенной местности в течение ближайших 2х суток. Эту модель также можно сравнивать с базовой магнитно-резонансной томографией головного мозга. Она способна воссоздать карту будущего рождения заболевания у человека в ближайшие годы или десятилетия.
Это позволит неврологам предсказывать, что у человека в определенный момент в будущем возможно появление болезни, связанной с нейроанатомией, а также и сопутствующее ей когнитивное состояние. Кроме того, это может позволить предвидеть поведенческие особенности больных, когда у пациента наступит потеря памяти, начнутся трудности с речью, и так далее, - продолжил Радж. Знать это - значит позволить пациентам в будущем делать осознанный выбор по отношению к своему образу жизни и терапевтическим вмешательствам.
Доктор Радж поделился также тем, что в какой-то момент люди получат возможность выявлять и улучшать состояние нервных волокон и конкретных областей головного мозга. Правильный прогноз будущего анатомического состояния поможет в тот момент выявлять перспективные целевые области для такого рода вмешательства. Постановка раннего диагноза будет иметь ключевое значение в предотвращении и ликвидации последствий слабоумия. Вычислительная модель, разработанная доктором Раджем, стала последней и одной из самых важных подтверждений того, что деменция обусловлена белками, распространяющимися по нейронной сети через головной мозг. Она расширяет выводы, широко освещаемые в феврале месяце о том, что зарождение болезни Альцгеймера происходит в определённой области головного мозга и ее распространение через токсичные тау-белки, свернутые патологически. Данные исследования, которые провели учёные Массачусетского госпиталя и медицинского центра Колумбийского университета на мышах, были сосредоточены только на болезни Альцгеймера.
Доктор Радж рассказал о деталях этого исследования, как он разрабатывал математическую модель течения токсичных белков, как потом продемонстрировал точность предсказания формы дегенерации, приводящей к множеству различных видов слабоумия. Его модель основывается на понимании того факта, что всем изученным последним формам деменции сопутствуют и, вероятно, присущи нарушенные или «свёрнутые» белки. Они имеют определённую форму, которая зависит от конкретной функции, однако белки, которые деформируются, приводят к нежелательным токсическим эффектам. Таким примером является тау-белок, находящийся в головном мозге в свёрнутом состоянии, как у пациентов страдающих слабоумием (FTD), так и у пациентов с болезнью Альцгеймера. У людей, страдающих слабоумием, найдены другие белки, такие, как убиквитин и «TDP43» , а у пациентов страдающих болезнью Паркинсона имеется альфа-синуклеин. Данные белки называют «prion-like», так как они свёрнуты сами и способствуют сворачиванию других белков. Также они касаются конкретных путей нейронов. Заболевания типа коровьего бешенства - прионные - считают инфекционными, и им свойственна передача свёрнутых белков между людьми. На сегодня не существует доказательств, что болезнь Альцгеймера или другие виды слабоумия являются заразными.
Свою модель транс-нейронного распространения свёрнутых белков доктор Радж называет «очень простой». В ней показан тот же процесс, с помощью которого любой газ диффундирует в воздух, помимо этого, процесс диффузии в случае деменции совершается вдоль связанных нейронных путей головного мозга. Ражд говорит, что это общий процесс, в котором любые болезнетворные белки способны привести к различным формам слабоумия.
Моделью определяются нейронные суб-сети головного мозга, в них будут собираться свёрнутые неправильно белки перед переходом к другим областям головного мозга, которые связанны нейронной сетью. Белки в этом процессе, посещая все области мозга, изменяют их нормальное функционирование. Сама сетевая модель распространения, отметил доктор Радж, является новым и действительно замечательным открытием. Она воздействует на нормальную сеть головного мозга и умеет воссоздавать при разных формах слабоумия массу известных аспектов болезни головного мозга. Теперь есть очень простое объяснение, почему различные виды слабоумия ориентированы на определенные участки мозга.
Исследование показало, что такой механизм распространения ведёт напрямую к наблюдаемой модели атрофии, увидеть ее можно в различных формах деменции. Тогда, как классические формы деменции уже хорошо известны, эта является первой моделью, связывающей сетевые свойства мозга с образцами. Она объясняет их прогнозирующим и детерминированным образом.