ينجم نشاط الدماغ غير الطبيعي عن فشل في الآلية التنظيمية ويمكن استخدامه للتشخيص المبكر بالفعل في المرحلة الخاملة من المرض
تقول البروفيسورة إينا سلوتسكي: "على الرغم من الجهود العديدة التي بذلت في جميع أنحاء العالم على مدى سنوات عديدة، لا يوجد حتى الآن علاج فعال لمرض الزهايمر". من كلية الطب. "مع زيادة متوسط العمر المتوقع، يصبح المرض مشكلة صحية واقتصادية كبيرة في العالم الغربي. وفقا لدراسة نشرت مؤخرا في المجلة مجلة لانسيت للصحة العامة من المتوقع أن يرتفع عدد الأشخاص الذين يعانون من الخرف في جميع أنحاء العالم من 50 مليونًا في عام 2019 إلى أكثر من 150 مليونًا في عام 2050. وفي شمال إفريقيا والشرق الأوسط، من المتوقع حدوث زيادة بنسبة 370% تقريبًا، وفي إسرائيل حوالي 145%، وفي الغرب أوروبا حوالي 74%. من المتوقع أن تستمر طفرة انتشار مرض الزهايمر، نتيجة للزيادة المتوقعة في عدد السكان ومتوسط العمر المتوقع - إذا لم نتمكن من تطوير علاجات فعالة. وهذا بمثابة تحذير يدعو إلى توسيع وتسريع الاستثمار في أبحاث الخرف، مع التركيز على أكثر أشكاله شيوعاً - مرض الزهايمر".
"لقد كشفت تقنيات التصوير المبتكرة التي تم تطويرها في السنوات الأخيرة أن رواسب الأميلويد التي تميز مرض الزهايمر تتشكل في أدمغة المرضى في وقت مبكر يصل إلى 20 إلى 10 سنة قبل ظهور الأعراض المألوفة لضعف الذاكرة والتدهور المعرفي. ولسوء الحظ، فإن معظم الجهود المبذولة لعلاج مرض الزهايمر عن طريق خفض كمية البروتين التي تشكل الترسبات (أميلويد بيتا) حتى الآن قد باءت بالفشل. ومع ذلك، إذا تمكنا من تشخيص المرض في مرحلة مبكرة ثم تركه في حالة "خاملة" وما قبل ظهور الأعراض لسنوات عديدة، فسيكون هذا إنجازًا هائلاً قد ينقذ نوعية حياة ملايين المرضى. ونحن نعتقد أن تحديد وفك رموز التوقيع المميز لنشاط الدماغ الكهربائي في المراحل السابقة لأعراض مرض الزهايمر هو مفتاح العلاج الفعال."
الباحثون من كلية الطب ومن مدرسة ساجول لأبحاث الدماغ وفي جامعة تل أبيب، بقيادة البروفيسورة إينا سلوتسكي وطالبي الدكتوراه دانييل زارهين ورافائيلا أتزمون، اكتشفوا ظاهرة دماغية مرضية تسبق أول ظهور لأعراض مرض الزهايمر بسنوات عديدة. هذا هو زيادة نشاط الحصين في حالات التخدير والنوم، والذي ينتج عن تلف الآلية التي تعمل على استقرار الشبكة العصبية. ووفقا لهم، فإن الظاهرة غير العادية قد تسمح بالتشخيص المبكر لمرض الزهايمر، مما قد يؤدي إلى علاج أكثر فعالية للمرض، الذي يعتبر غير قابل للشفاء حتى يومنا هذا.
المشاركون في الدراسة: د. أنطونيلا روجيرو، هاليت بلوح، شيري شوب، عوديد شرف، ليئور حاييم، نداف بوشبيندر، أورتل شينيكامين، د. إيلانا شابيرا، د. بوعز ستير، ود. غابرييلا براون من مختبر البروفيسور سلوتسكي، في بالتعاون مع مختبر البروفيسور يانيف زيف من معهد وايزمان، ومختبرات البروفيسور يوفال نير، البروفيسور تمار جيجر، والدكتور أنطون شينين من جامعة تل أبيب، وباحثين من اليابان. تم نشر المقال في المجلة تقارير الخلية.
واستخدم الباحثون نماذج الفئران المصابة بالزهايمر وركزوا على منطقة الحصين في الدماغ، التي تلعب دورا مركزيا في عمليات الذاكرة، والمعروف أنها تتضرر لدى مرضى الزهايمر. أولاً، قاموا بقياس نشاط الخلايا في الحصين بينما يكون الفأر مستيقظًا ونشطًا ويستكشف بيئته - باستخدام طرق متقدمة تقيس نشاط الدماغ بدقة الخلايا العصبية الفردية (الخلايا العصبية). وفقا لدانيال زارهين، "فحصت الدراسات السابقة نشاط الخلايا في أدمغة الفئران النموذجية المخدرة، ووجدت فرط النشاط في الحصين والقشرة الدماغية. ولدهشتي، عندما اختبرت فئرانًا مستيقظة ونشيطة، لم أجد فرقًا بين نشاط الخلايا العصبية والمشابك العصبية في أدمغة الفئران المريضة مقارنة بمجموعة مراقبة من الفئران السليمة."
ارتفاع النشاط العصبي أيضاً أثناء النوم
وفي ضوء النتائج، أراد الباحثون فحص النشاط في الحصين في حالات مختلفة من الوعي - أثناء التخدير أو النوم الطبيعي. وفقا لرافائيلا أتزمون، "من المعروف أنه في الحيوانات السليمة، يتناقص النشاط العصبي في الحصين أثناء النوم. ولكن عندما اختبرت الفئران النموذجية لمرض الزهايمر في مرحلة مبكرة، اكتشفت أن النشاط العصبي في الحصين يظل مرتفعًا حتى أثناء النوم. وهذا تنظيم فاشل لنشاط الخلايا في الحصين ولم تتم ملاحظته حتى الآن في سياق مرض الزهايمر." وجد دانييل زارهين اضطرابات مماثلة في الفئران النموذجية تحت التخدير: نشاط الخلايا العصبية لا يضعف، وتعمل الخلايا العصبية بطريقة متزامنة بشكل مفرط، ويتم إنشاء نمط كهربائي مرضي مشابه للنوبات "الصامتة" لدى مرضى الصرع. وتؤكد هيليت بالواه، التي تدرس مشاكل النوم المرتبطة بمرض الزهايمر، أن الاضطراب الذي تم اكتشافه يبدأ قبل ظهور اضطرابات النوم المميزة لمرضى الزهايمر.
البروفيسور سلوتسكي: "في الواقع، اكتشفنا أن حالات الدماغ التي تعيق الاستجابة للبيئة - مثل النوم والتخدير - تكشف عن النشاط غير الطبيعي الذي يظل مخفيًا في حالات اليقظة، ويحدث هذا حتى قبل ملاحظة الأعراض المألوفة لمرض الزهايمر . على الرغم من أنه يمكن أيضًا اكتشاف نفس النشاط غير الطبيعي أثناء النوم، إلا أن تكراره يكون أعلى بكثير تحت التخدير. ولهذا السبب من المهم التحقق مما إذا كان من الممكن استخدام التخدير القصير للتشخيص المبكر للمرض."
وفي الخطوة التالية، أراد الباحثون معرفة أسباب هذه الظاهرة غير العادية. ولهذا الغرض، اعتمدوا على استنتاجات من الدراسات السابقة التي أجراها مختبر البروفيسور سلوتسكي وباحثون آخرون حول التوازن (حالة التوازن) للشبكات العصبية: في كل دائرة عصبية هناك نقطة توازن، وبجانبها آلية تثبيت تعمل على يبدأ مفعوله عندما يختل التوازن، ويكون دوره هو إعادة النشاط العصبي إلى نقطة التوازن الأصلية. هل الضرر الذي يلحق بهذه الآلية هو السبب الرئيسي لخلل التنظيم السلبي لنشاط الدماغ أثناء النوم أو التخدير في الفئران النموذجية المصابة بمرض الزهايمر؟ ولاختبار ذلك، قامت الدكتورة أنطونيلا روجيرو بزراعة شبكات عصبية من قرن آمون الفئران المريضة والأصحاء، وأجرت سلسلة من التجارب عليها في المختبر. قامت أولاً بفحص تأثير أدوية التخدير المختلفة على الخلايا العصبية ووجدت أنها تخفض نقطة توازن النشاط العصبي. في الشبكات العصبية المأخوذة من الفئران السليمة، يظل النشاط منخفضًا بمرور الوقت، ولكن في الشبكات العصبية لفئران نموذج الزهايمر، يفشل النشاط في الحفاظ على نقطة التوازن المنخفضة ويرتفع فورًا مرة أخرى، على الرغم من وجود التخدير. وفي تجربة أخرى، قامت الدكتورة روجيرو بزيادة نشاط الخلايا العصبية، وهنا أيضا وجدت أنه في مجموعة الفئران النموذجية هناك فشل في الآلية التي من المفترض أن تعيد النشاط إلى نقطة التوازن الطبيعية.
الدواء الذي يقلل ويستقر نشاط الدماغ
الآن أراد الباحثون اختبار دواء محتمل للآلية التنظيمية التالفة. البروفيسور سلوتسكي: "إن ظاهرة عدم الاستقرار في النشاط العصبي التي وجدناها في هذه الدراسة معروفة من مرض الصرع. في دراسة سابقة، اكتشفنا أن دواء موجود لعلاج التصلب المتعدد قد يساعد مرضى الصرع عن طريق تنشيط آلية التوازن التي تقلل من نقطة توازن النشاط العصبي. اختبر طالب الدكتوراه شيري مرة أخرى تأثير الدواء على نشاط الحصين في فئران نموذجية مصابة بمرض الزهايمر، ووجد أنه في هذه الحالة أيضًا يعمل الدواء على استقرار النشاط ويقلل النشاط المرضي الذي لوحظ أثناء التخدير.
يلخص البروفيسور سلوتسكي: "لقد توصل بحثنا إلى عدد من النتائج التي تنطوي على إمكانية التشخيص المبكر لمرض الزهايمر، وحتى تقديم استجابة للمرض. أولا، وجدنا أن حالات التخدير والنوم تكشف عن نشاط الدماغ المرضي في المراحل المبكرة من مرض الزهايمر، قبل ظهور المشاكل المعرفية. ثانيًا، اكتشفنا سبب النشاط المرضي، وهو تلف الآلية الأساسية التي تعمل على استقرار النشاط الكهربائي في دوائر الدماغ. وثالثًا، نقدم دواءً معروفًا لمرض التصلب المتعدد والذي، بعد تعديله، قد يساعد أيضًا مرضى الزهايمر بعد الكشف المبكر عنه.
ويخطط الباحثون الآن للتعاون مع المراكز الطبية في إسرائيل وحول العالم من أجل فحص ما إذا كان من الممكن أيضًا تحديد الآليات التي تم الكشف عنها في الفئران النموذجية لدى مرضى الزهايمر في المراحل المبكرة من المرض. ولهذا الغرض، يطلبون دمج مراقبة A.A.G. في العمليات الجراحية، وذلك لقياس نشاط الدماغ الذي يتم إجراء العملية عليه أثناء التخدير. ويأملون أن تؤدي النتائج إلى تعزيز تطوير الأدوية التي ستساعد المرضى بعد الكشف المبكر عن مرض الزهايمر.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
