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一项新研究发现大脑中的 tau 蛋白会破坏连接多个脑区的突显网络，突显网络被破坏得越严重，患者经历的行为变化就越多。
密歇根大学
10月7日
当大多数人想到失智症（包括阿尔茨海默病）时，他们可能首先想到的是记忆力丧失。但失智症还会改变一个人的行为方式，无论是让他们变得易怒或沮丧，还是让他们变得抑郁、焦虑或淡漠，甚至改变他们的整个性格。
随着时间的推移，这些行为变化对他们生活的破坏程度，与丧失清晰思考或记忆能力不相上下。现在，密歇根大学（University of Michigan，UMich）的一支研究团队报告了新的线索，这些线索揭示了失智症相关行为变化最早迹象出现时，患者大脑中可能正在发生什么。
该研究团队利用两种先进的医学成像技术，研究了 128 名早期失智症患者的大脑，揭示了大脑中最关键的通信网络、tau 蛋白与个体行为症状程度之间的联系。这超出了科学家们对 tau 蛋白在更晚期失智症患者中所起作用（即在思维和记忆相关的脑区引起神经纤维缠结）的已知范围。
这项新研究表明，tau 蛋白破坏了大脑突显网络（Salience network）的完整性。这一特定脑区之间的连接通道对我们理解和决定如何对周围发生的事情做出反应至关重要。它还有助于我们处理自己的思想和情绪。
在这张显示“标准大脑”的图像中(由数百名没有参与这项研究的参与者的平均大脑扫描产生)，紫色的球体显示了大脑中由所谓的突显网络连接的位置。这些相互联系的区域是我们理解和决定如何对周围发生的事情做出反应的能力的关键，并帮助我们处理自己的想法和情绪
研究人员发现，tau 蛋白存在的情况下，一个人的突显网络被破坏得越严重，他经历的行为变化就越多。他们在《阿尔茨海默病与失智症》（Alzheimer's & Dementia）杂志上报告了他们的研究结果。论文题目：“突显网络分离介导了tau蛋白病理对轻度行为障碍的影响”（Salience network segregation mediates the effect of tau pathology on mild behavioral impairment）。
研究于2024年10月4日发表在《Alzheimer's & Dementia》（最新影响因子：13.0）杂志上
尽管对这128 名研究志愿者进行的一次性成像无法显示因果关系，但 tau 蛋白、突显网络破坏与行为变化之间的强烈关联十分引人关注，研究团队表示。
他们呼吁对其他人群的潜在联系进行进一步研究，并进行评估随时间推移的变化的研究，以探索构成突显网络的连接脑细胞的通路可能发生了什么，并探索它与 tau 蛋白积累和多年来的行为变化之间的关系。
他们还希望测试通过从颅外施加轻微电流或磁场并借助精确成像引导来靶向突显网络，是否能减缓早期失智症患者的行为变化。
这项研究由基于认知与神经调节干预研究计划（Research Program on Cognition and Neuromodulation Based Interventions ，RP-CNBI）的研究人员完成，该项目由 Alexandru D. Iordan 博士和项目负责人 Benjamin M. Hampstead 博士领导。两人均为密歇根大学医学院精神病学系的教职人员。
作为这项新研究的主要作者，神经科学家 Iordan 表示：“我们所观察到的是，tau 蛋白病理的存在与行为症状之间并非直接相关，而是通过大脑中特定网络（突显网络）的功能障碍相关联。这一网络受影响程度越大，行为症状就越严重。”
他补充道：“这是第一项将个体生物标志物状态与这种网络功能障碍以及阿尔茨海默病谱系人群的行为症状联系起来的研究。”
两种脑部成像
研究团队使用功能磁共振成像（fMRI）来研究每位志愿者的脑部，并追踪了三个不同的网络，每个网络都连接着大脑中相距甚远的区域。他们使用了一种称为网络分离指数（network segregation index）的衡量标准，来评估每个网络相对于其他脑部网络的功能独立性。
他们将 fMRI 结果与志愿者接受的一系列神经心理学测试和行为问卷的结果相结合。他们还查看了正电子发射断层扫描（PET）的结果，该扫描显示了受试者的大脑中是否含有过量的 tau 蛋白以及另一种与阿尔茨海默病相关的蛋白 β-淀粉样蛋白。
突显网络是这三个网络中唯一一个其完整性水平与 tau 蛋白的存在以及失智症相关行为问题的严重程度相关的网络。默认模式网络（default-mode network）似乎起到辅助作用。研究的第三个网络称为额顶网络（frontoparietal network），与行为症状无关。
这项新研究表明，与 tau 蛋白不同，一些志愿者大脑中仅存在 β-淀粉样蛋白与突显网络的问题或该人的行为症状水平无关。
Iordan 指出，已知突显网络还参与某些精神疾病和额颞叶失智（一种主要为行为和人格改变的早期起病、快速进展的失智症类型）的发病过程。
生物标志物应用和神经调节的潜力
Iordan 指出，tau 蛋白和淀粉样蛋白的 PET 扫描现在在临床上用于失智症的诊断，以及用于管理旨在减少淀粉样蛋白积聚的新药物治疗，目的是减缓认知能力下降。
但能够检测 tau 蛋白和 β-淀粉样蛋白存在并将其作为失智症风险生物标志物的血液检测也已开始提供。他说，由于这些血液检测比 PET 扫描便宜得多，因此在未来研究 tau 蛋白在行为变化中的作用时也可能会更有用。
进一步的研究还有助于解释甚至预测失智症患者行为变化的发生时间和认知能力下降速度的差异。这也可能找到识别行为变化是失智症风险最早可检测迹象人群的方法，甚至在认知能力发生变化之前。
但对Iordan及其同事来说，最令人兴奋的是什么？
“我们的发现为我们提供了潜在干预的功能靶点，”他说，“由于 Hampstead 博士领导的一项更大规模的研究正在评估向大脑施加不同剂量的微弱电流的效果，我们很快就能看到大脑刺激是否会改变这些关系。这项更大规模的研究即将完成，我们非常期待看到研究结果，请继续关注。”
在 Hampstead 的领导下，RP-CNBI 的研究人员正在使用神经心理学工具、各种类型的神经成像、电和磁脑刺激以及康复技术来开发和应用阿尔茨海默病和相关失智症的非药物治疗方法。
创立于1817年的密歇根大学
参考文献
Source：University of Michigan
Brain network study reveals clues about dementia's behavior changes
Reference：
Iordan AD, Ploutz-Snyder R, Ghosh B, et al. Salience network segregation mediates the effect of tau pathology on mild behavioral impairment. Alzheimer's Dement. 2024; 1-11. https://doi.org/10.1002/alz.14229
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