Аспирантка Марта Арбису раскрывает, как связность мозга выступает ранним биомаркером болезни Альцгеймера и почему будущее нейромодуляции при болезни Альцгеймера связано с подходом network-driven.
За пределами амилоида: углубляем понимание болезни Альцгеймера
В последние годы фармакологическое лечение болезни Альцгеймера (БА) значительно продвинулось благодаря появлению иммунологических методов лечения, направленных против амилоида-β. Некоторые из этих препаратов позволили существенно снизить амилоидную нагрузку мозга.
Хотя многие препараты действительно помогают очищать мозг от амилоидных бляшек, известно, что даже после исчезновения бляшек болезнь не обращается вспять; если препарат назначается на очень ранних стадиях заболевания и при отсутствии значимого когнитивного снижения, его эффективность может существенно замедлить темпы ухудшения при таком нейродегенеративном процессе.
Недавняя статья, опубликованная в журнале Brain (Pini et al., 2025), предлагает инновационное решение этой дилеммы: учитывать не только доклинические стадии заболевания для повышения эффективности препаратов, но и включить связность мозга в качестве терапевтической мишени, способной объяснить изменения в молекулярной биологии мозга и нарушения когнитивных функций.
Что мы понимаем под связностью мозга? Микромасштабный и мультимасштабный взгляд
Связность мозга — это способ взаимодействия различных областей мозга, однако данное понятие не ограничивается одним уровнем организации.
На микромасштабе связность отражает базовые синаптические и нейрональные процессы: эффективность синапсов, целостность аксонов и локальную динамику нейрональных популяций. Нарушения этих механизмов, например вызванная тау-белком синаптическая потеря, представляют собой один из ранних субстратов когнитивного снижения при болезни Альцгеймера.
На макроскопическом или мультимасштабном уровне эти локальные взаимодействия организуются в распределённые мозговые сети, объединяющие множество удалённых областей для обеспечения сложных функций, таких как эпизодическая память, внимание и исполнительный контроль. Связность мозга на макроуровне в этом смысле служит мостом между микроскопическим уровнем (синапсы, нейроны) и системным уровнем (функциональные и структурные сети).
Мультимодальность и неинвазивность: ключевое преимущество
Одно из главных преимуществ изучения связности мозга заключается в возможности оценивать её с помощью неинвазивных мультимодальных методов, среди которых:
- Функциональная магнитно-резонансная томография в состоянии покоя (fMRI), позволяющая изучать функциональную синхронизацию между областями мозга.
- Диффузионные методы, характеризующие структурную связность белого вещества (DTI).
- Электроэнцефалография (ЭЭГ) и магнитоэнцефалография (МЭГ), предоставляющие высокоточные временные данные о динамике сетей.
Интеграция этих методов обеспечивает более полную характеристику коннектома человека, объединяя структурную, функциональную и временную информацию без инвазивных процедур. Это особенно важно для популяций, в которых развитие заболевания отличается высокой динамичностью, например для пациентов с болезнью Альцгеймера.
Связность как ранний и чувствительный маркер
Один из наиболее убедительных аргументов статьи заключается в том, что изменения связности мозга появляются на очень ранних этапах континуума болезни Альцгеймера — ещё до выявления атрофии мозга или явного когнитивного снижения.
Исследования молодых носителей генетических мутаций, связанных с семейной болезнью Альцгеймера, а также людей с генетическим риском (APOE ε4), показывают изменения мозговых сетей за десятилетия до появления симптомов. Это позволяет рассматривать функциональную связность как особенно чувствительный биомаркер доклинических стадий (Aponte et al., 2025).
Мозговые сети и распространение патологии
В статье подчёркивается, что пространственное распределение амилоида и, особенно, тау-белка следует архитектуре мозговых сетей. Области с более тесными связями между собой склонны демонстрировать сходные паттерны накопления патологических белков.
Кроме того, связность изменяется не линейно (Schultz et al., 2017): на самых ранних стадиях может наблюдаться гиперсвязность, вероятно, как компенсаторный механизм. По мере прогрессирования заболевания и накопления тау-белка возникает прогрессирующее снижение связности и нарушение работы сетей.
Понимание этой динамики имеет ключевое значение для разработки лечения с учётом каждой стадии заболевания.
Пластичный и потенциально модулируемый феномен
В отличие от других, более статичных биомаркеров, связность мозга пластична. Исследования при других неврологических заболеваниях, а также работы по неинвазивной стимуляции мозга при болезни Альцгеймера показывают, что сети могут реорганизовываться и частично нормализоваться, что связано с временным улучшением когнитивных функций.
Эта пластичность открывает путь к комбинированным терапевтическим стратегиям, в которых фармакологическое лечение дополняется вмешательствами, направленными на укрепление или стабилизацию мозговых сетей.
К стимуляции мозга на основе сетевого подхода
С этой точки зрения будущее нейромодуляции при болезни Альцгеймера связано с подходом network-driven, при котором цели стимуляции определяются не только изолированными анатомическими координатами, но и организацией и функциональным состоянием конкретных мозговых сетей.
Сочетание анализа связности мозга и неинвазивной стимуляции позволит выбирать персонализированные мишени, адаптировать вмешательство к стадии заболевания и отслеживать терапевтический ответ на уровне сетей, приближая нас к по-настоящему точной нейромодуляции.
Интеграция генетики, экспосома и клинических данных
Ещё один инновационный аспект — способность связности служить точкой пересечения:
- Генетических факторов (например, APOE или полигенного риска),
- Факторов окружающей среды (загрязнение, образ жизни),
- Биологических процессов (воспаление, синаптическое повреждение).
С этой позиции болезнь Альцгеймера рассматривается как системное расстройство, при котором мозговые сети отражают кумулятивное взаимодействие множества факторов риска на протяжении жизни.
Может ли связность быть конечной точкой в клинических исследованиях?
В настоящее время ни одно фармакологическое исследование болезни Альцгеймера не использует связность мозга в качестве основного критерия эффективности. Тем не менее авторы считают, что она может сыграть ключевую роль как промежуточная конечная точка, позволяющая:
- Выявлять терапевтические эффекты до появления клинических изменений.
- Улучшать стратификацию пациентов.
- Оценивать влияние лечения на функциональную организацию мозга.
Несмотря на сохраняющиеся методологические трудности (стандартизация, клиническая интерпретация), накопленные данные указывают на огромный трансляционный потенциал.
Связность мозга и исследовательское превосходство Испании
В этом контексте в Испании работают группы с международным признанием в области изучения связности мозга. Среди них выделяется Лаборатория вычислительной нейровизуализации, основанная доктором Jesús M. Cortés, профессором Ikerbasque и директором по исследованиям в NeuronUP. Эта лаборатория стала одной из первых в мультимасштабном анализе связности мозга и её клиническом применении при различных неврологических заболеваниях, способствуя развитию интегративных подходов, объединяющих нейровизуализацию, когнитивные функции и реабилитацию.
Каковы последствия этого подхода для NeuronUP?
В NeuronUP мы придерживаемся интегративного взгляда на здоровье мозга. Подход, рассматривающий связность как функциональный маркер, естественным образом сочетается с цифровыми платформами оценки и когнитивной реабилитации, поскольку позволяет:
- Связывать изменения когнитивной продуктивности с изменениями мозговых сетей.
- Персонализировать вмешательства с учётом уязвимости и устойчивости каждого пациента.
- Дополнять биомедицинские достижения программами стимуляции, использующими пластичность мозга.
Таким образом, связность выступает мостом между биологией, когнитивными функциями и терапевтическим вмешательством.
Библиография
- Aponte, C., Jimenez-Marin, A., Razkin, M., Ochoa Gómez, J. F., Tobón, C., Erramuzpe, A., Diez, I., Aguillon-Niño, D., & Cortes, J. M. (2025, April 15). Subregional functional connectivity of the precuneus as a preclinical biomarker in Alzheimer’s disease (Version 1) [Preprint]. medRxiv. https://doi.org/10.1101/2025.04.15.25325852v1
- CompNeuroBilbao. (n.d.). CompNeuroBilbao (Computational Neuroimaging Lab). Retrieved December 18, 2025, from https://compneurobilbao.eus/
- Pini, L., Allali, G., Imbimbo, B. P., Germani, M., & Corbetta, M. (2025). Brain connectivity as a new target for Alzheimer’s disease therapy? Brain. Advance online publication. https://doi.org/10.1093/brain/awaf404
- Schultz, A. P., Chhatwal, J. P., Hedden, T., Mormino, E. C., Hanseeuw, B. J., Sepulcre, J., Huijbers, W., LaPoint, M., Buckley, R. F., Johnson, K. A., & Sperling, R. A. (2017). Phases of hyperconnectivity and hypoconnectivity in the default mode and salience networks track with amyloid and tau in clinically normal individuals. Journal of Neuroscience, 37(16), 4323–4331. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3263-16.2017
Часто задаваемые вопросы о связности мозга при болезни Альцгеймера
1. Что такое связность мозга при болезни Альцгеймера и почему она важна?
Связность мозга описывает, как различные области мозга взаимодействуют и организуются в сети. При болезни Альцгеймера она может служить связующим звеном между биологическими изменениями (например, синаптической потерей) и когнитивными нарушениями.
2. Как неинвазивно измеряют связность мозга?
Её можно оценивать с помощью фМРТ в состоянии покоя (функциональная синхронизация), DTI (структурная связность белого вещества) и ЭЭГ/МЭГ (временная динамика сетей). Мультимодальная интеграция обеспечивает более полную характеристику коннектома без инвазивных процедур.
3. Почему связность мозга может быть ранним (доклиническим) биомаркером болезни Альцгеймера?
В статье подчёркивается, что изменения связности возникают на очень ранних этапах, ещё до атрофии или явного когнитивного снижения. Такие изменения наблюдались за десятилетия до появления симптомов у людей с соответствующими мутациями и генетическим риском (APOE ε4).
4. Что означает гиперсвязность и почему затем при болезни Альцгеймера возникает снижение связности?
На самых ранних стадиях может наблюдаться гиперсвязность, вероятно, как компенсаторный механизм. По мере прогрессирования и накопления тау-белка возникают прогрессирующее снижение связности и нарушение работы сетей, что важно для подбора лечения по стадиям.
5. Как тау-белок и амилоид связаны с распространением патологии по мозговым сетям?
Описано, что пространственное распределение амилоида и, особенно, тау-белка следует архитектуре мозговых сетей: области с более тесными связями склонны демонстрировать сходные паттерны накопления патологических белков.
6. Что такое нейромодуляция network-driven при болезни Альцгеймера и что она даёт?
Это подход, при котором мишени стимуляции определяются организацией и функциональным состоянием конкретных сетей, а не только анатомическими координатами. Сочетание анализа связности и неинвазивной стимуляции позволит персонализировать мишени, адаптировать лечение к стадии и отслеживать ответ на уровне сетей.
7. Можно ли использовать связность мозга как конечную точку в клинических исследованиях болезни Альцгеймера?
В настоящее время она не используется как основной критерий в фармакологических исследованиях, но может служить промежуточной конечной точкой: выявлять терапевтические эффекты до клинических изменений, улучшать стратификацию и измерять влияние на функциональную организацию мозга.
Зависимости и мозг: когнитивное воздействие и подходы нейропсихологии и нейрореабилитации
Добавить комментарий