最新研究揭示了淀粉样蛋白如何综合影响β和tau沉积改变了老年人的大脑活动模式，为早期阿尔茨海默病的进展提供了关键的见解。
在最近发表在《自然神经科学》杂志上的一项研究中，一组研究人员研究了早期淀粉样蛋白-β (a β)和tau沉积如何协同影响具有阿尔茨海默病(AD)家族史的认知功能未受损的老年人的皮质神经生理学和认知能力下降(一种导致记忆丧失和认知能力下降的脑部疾病)。
背景
阿尔茨海默病的发展是进行性的，a β斑块最初使神经元进入过度活跃状态，而tau沉积逐渐导致神经元活动减少和认知功能障碍。Aβ沉积通常始于具有高基线活性的皮质区域，并随着时间的推移而扩散。Tau病理遵循可预测的轨迹，首先出现在内嗅皮层，然后扩散到大脑其他区域，导致后期活动不足。
Aβ和tau共同导致突触丧失、脑萎缩和最终的认知能力下降。动物模型表明，这种双管齐下的效应，其中Aβ引起多动，而tau抑制多动，需要进一步研究以阐明这些过程如何相互作用以驱动神经功能障碍和认知能力下降。
一个关于这项研究
来自阿尔茨海默病实验性或新型治疗(prevention -AD)症状前评估队列的参与者是散发性阿尔茨海默病家族风险升高的中老年个体，定义为至少有一个父母或多个兄弟姐妹受到影响。
要被纳入研究，参与者必须满足几个标准:他们被要求年满60岁(如果他们的年龄比痴呆症发病时第一个受影响亲属的年龄小15岁，则为55-59岁)，没有重大神经或精神疾病史，并且表现出正常的认知功能。
认知功能使用标准化工具进行评估，如蒙特利尔认知评估(得分≥26)和临床痴呆评定量表(得分0)。在脑磁图(MEG)-正电子发射断层扫描(PET)会话时，参与者还必须在迷你精神状态检查中得分≥24，以确保认知正常。
A的协同效应β和tau:该研究强调了淀粉样蛋白如何β沉积最初会加速大脑活动，但随着tau的积累，它会使大脑功能转向较慢的功能障碍导致认知能力下降。
该研究检索了124名prevention - ad参与者的数据，他们都接受了Aβ和tau PET成像以及MEG来测量静息状态下的大脑活动。由于数据质量问题，参与者被排除在外，最终样本包括104名参与者。这项研究的一个值得注意的方面是它使用尖端的MEG和PET成像来绘制神经生理变化和蛋白质病理在大脑区域的传播。所有参与者都提供了知情同意，议定书遵守赫尔辛基宣言的道德准则。
研究结果
为了比较全脑皮质神经生理活动，在三个pet定义的亚组中使用协方差分析(ANCOVAs):(1)没有Aβ或tau病理(Aβ - / tau -)的个体，(2)具有高整体Aβ但没有tau (Aβ+/ tau -)的个体，以及(3)具有高Aβ和tau的个体(Aβ+/ tau +)。
Aβ和tau水平较高的参与者表现出慢波活动增加(δ - θ波段)，这是tau驱动的神经生理减缓的特征，而快波活动减少(α - β波段)，这通常是由Aβ驱动的过度活跃增强的。这一发现表明，tau病理调节了a β的作用，将活性从过度活跃状态转变为低活跃状态。即使在去除异常值后，δ和α波段的统计差异也是显著的。
考虑到样本量的不平衡和使用阳性截止值的局限性，我们采用嵌套线性混合效应(LME)模型来解释a β、tau和神经生理活动的区域差异。a β沉积与快速频率活动的增加(α带增加和δ带减少)密切相关，但随着tau水平的增加，这种作用显著降低，表明两种病理之间存在协同作用。较高的tau水平将神经生理活动转向较慢的频率。
当在更广泛的颞区(后ROI)中评估tau时，结果是一致的，并且从ROI中去除内嗅皮层并没有改变结果。至关重要的是，tau介导的活动转移代表了从a β诱导的过度活跃的初始状态到tau诱导的减缓的后期阶段的转变。
为了评估神经生理变化与认知结果之间的关系，使用神经心理状态评估可重复电池(RBANS)对纵向认知数据进行分析。
Aβ和tau水平较高的参与者在注意力和记忆得分上的下降幅度更大，这进一步支持了tau在Aβ存在时加速认知退化的假设。tau对A - β-神经生理关系的调节作用更强，与认知能力的急剧下降有关，尤其是在注意力方面。
这些结果是用颞元roi代替内嗅皮层tau来重复的，支持了研究结果的稳健性。
家族性阿尔茨海默病风险:这项研究主要关注有阿尔茨海默病家族史的认知功能正常的个体，为蛋白质病变如何在高危人群中引发最早的神经生理破坏提供了关键见解。
最后，该研究探讨了观察到的神经生理变化是否可以预测疾病的后期阶段，特别是轻度认知障碍(MCI)和可能的AD患者。
Aβ和tau对无症状参与者α -带活性的相互作用与轻度认知障碍(MCI)和可能的AD患者的独立观察结果一致，表明这些早期蛋白病变相关的变化可以作为疾病进展的预测标志物。
这一发现强调了在临床症状出现之前根据早期神经生理模式识别高危个体的潜力。
结论
总之，本研究报告了早期a β和tau病理对散发性AD家族史无症状个体皮质神经生理活动的协同作用。通过MEG和PET成像，研究结果显示，Aβ沉积最初引起快频率神经生理活动的增加，而tau的积累使这种活动向慢频率转移。这种转变与注意力和记忆力的认知能力下降相对应。
这些观察结果支持了Aβ和tau在AD进展过程中动态相互作用以差异影响神经活动的假设，为AD相关神经生理学和潜在生物标志物的未来研究提供了有价值的见解。
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