Mózg starzeje się inaczej przy różnych chorobach. Nowa mapa ujawnia 9 wzorców

Alzheimer, schizofrenia, uzależnienie od alkoholu – każda z tych chorób postarza mózg w inny sposób. Zespół pod kierunkiem Shile Qi z Nanjing University of Aeronautics and Astronautics opublikował 21 lipca w PLOS Medicine pierwszą tak szczegółową mapę przyspieszonego starzenia się mózgu dla dziewięciu różnych schorzeń. Wyniki oparto na analizie strukturalnych rezonansów magnetycznych 45 900 zdrowych osób i 2 698 pacjentów.

Co to jest PAD i jak mierzy się wiek mózgu?

→ Czytaj też: Alzheimer: analiza snu z AI wykryje chorobę na lata przed objawami. Jak to działa?

Naukowcy posłużyli się wskaźnikiem Predictive Age Difference (PAD) – różnicą między rzeczywistym wiekiem człowieka a wiekiem, który algorytm odczytuje z jego skanu mózgu. Dodatni PAD oznacza, że mózg wygląda starzej, niż powinien. Im wyższy wskaźnik, tym szybciej postępują zmiany strukturalne.

W badaniu wykorzystano dane z kilku banków obrazowania mózgu. To jedna z największych tego typu analiz – objęto zarówno osoby zdrowe, jak i pacjentów z chorobą Alzheimera, łagodnymi zaburzeniami poznawczymi (MCI), schizofrenią, chorobą afektywną dwubiegunową, depresją, uzależnieniem od alkoholu i tytoniu, ADHD oraz autyzmem.

Alzheimer i uzależnienia na czele – autyzm poza skalą

→ Czytaj też: Trzy geny decydują, kiedy dostaniesz Alzheimera. Kto powinien to sprawdzić?

Najwyższy PAD odnotowano dla chorób neurodegeneracyjnych – Alzheimera i MCI. Tu mózg starzał się najszybciej. Tuż za nimi znalazły się zaburzenia psychiczne (schizofrenia, depresja, choroba afektywna dwubiegunowa) oraz uzależnienia od alkoholu i tytoniu.

Zupełnie inaczej wygląda sytuacja w przypadku neuroróżnorodności. U osób z ADHD i autyzmem nie stwierdzono podwyższonego PAD w porównaniu z grupą kontrolną. Jak zaznaczają autorzy, neuroodmienność nie oznacza przyspieszonego starzenia mózgu – to ważne rozróżnienie, które może zmienić sposób myślenia o tych diagnozach.

Każda choroba zostawia inny ślad

Badacze poszli o krok dalej – sprawdzili, które konkretne obszary mózgu starzeją się szybciej w poszczególnych schorzeniach. Okazało się, że kora przedczołowa wykazywała podwyższony PAD w wielu zaburzeniach. Płaty czołowe i skroniowe były szczególnie dotknięte w chorobach psychicznych. W demencji przyspieszone starzenie dotyczyło kory czołowej i potylicznej.

Najciekawszy wzorzec pojawił się przy uzależnieniach. Sieć domyślna mózgu, sieć istotności oraz jądra podstawne (putamen i wzgórze) wykazywały selektywnie podwyższony PAD u osób uzależnionych od alkoholu i tytoniu. To sugeruje, że substancje psychoaktywne ingerują w konkretne obwody neuronalne, a nie działają na mózg równomiernie.

Geny podpowiadają, dlaczego tak się dzieje

Naukowcy skorelowali regionalne mapy PAD z wzorcami ekspresji genów. Wykazano, że różnice w przyspieszonym starzeniu korespondują z aktywnością określonych genów w danych obszarach mózgu. To otwiera drogę do poszukiwania biologicznych mechanizmów leżących u podstaw tych procesów.

Autorzy zastrzegają, że wyniki mają charakter korelacyjny, a nie przyczynowy. Część schorzeń – jak depresja i uzależnienia – często współwystępuje, co utrudnia wyodrębnienie czystego sygnału. Mimo to badanie dostarcza pierwszych solidnych biomarkerów strukturalnych dla powszechnych zaburzeń mózgu.

Mapa przyspieszonego starzenia mózgu to nie tylko ciekawostka. W przyszłości może pomóc we wcześniejszym diagnozowaniu chorób neurodegeneracyjnych i psychiatrycznych. Zamiast czekać na objawy, lekarze być może będą mogli spojrzeć na skan MRI i odczytać, które obwody neuronalne zaczynają się starzeć zbyt szybko. I – co równie ważne – które choroby tego nie robią.