Distribution inégale des amyloïdes dans la maladie d'Alzheimer
Une étude révèle comment les niveaux d'amyloïde affectent la fonction cognitive chez les personnes âgées en bonne santé.
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Table des matières
La maladie d'Alzheimer (MA) est la principale cause de démence, et son nombre augmente car les gens vivent plus longtemps. Même si la perte de mémoire est un signe clé de la MA, ça touche aussi d'autres capacités mentales, comme le langage, les compétences visuelles, la concentration et la prise de décision.
Des recherches montrent que certaines substances dans le cerveau, comme la protéine Bêta-amyloïde, peuvent commencer à s'accumuler des années avant qu'on remarque des symptômes de la MA. Cette accumulation est souvent suivie par une autre protéine appelée tau, des signes de dommages cérébraux, et finalement, une baisse des capacités de réflexion. Même si la bêta-amyloïde a tendance à s'accumuler dans des zones spécifiques du cerveau, il peut y avoir beaucoup de différences dans la manière et le moment où ça se produit chez différentes personnes. Cette variation précoce pourrait mener à des différences dans le fonctionnement de nos cerveaux.
Fait intéressant, certaines études ont découvert que la quantité d'amyloïde peut être différente entre les côtés gauche et droit du cerveau chez les personnes atteintes de MA. Par exemple, certaines recherches suggèrent qu'une plus grande quantité de bêta-amyloïde d'un côté pourrait être liée à des différences dans la manière dont le cerveau utilise l'énergie, mesurée par le Métabolisme du glucose.
Dans la MA, à mesure que la maladie progresse, le cerveau peut perdre sa capacité à se spécialiser dans certaines tâches. Ça s'appelle la dédifférenciation. Au lieu d'être spécialisé, le cerveau commence à utiliser ses ressources de manière plus générale, souvent en puisant des deux côtés pour accomplir des tâches. Cependant, certaines différences dans le fonctionnement cérébral peuvent aussi se produire naturellement chez des individus en bonne santé. Par exemple, le langage est souvent plus dominant dans le côté gauche du cerveau.
Asymétrie dans la recherche sur Alzheimer
Peu d'études ont vraiment examiné comment les dépôts de bêta-amyloïde sont distribués de manière inégale dans le cerveau. Beaucoup de gens voient que l’amyloïde a tendance à s'accumuler dans des réseaux cérébraux spécifiques, surtout ceux qui sont responsables de la pensée par défaut et de la prise de décision. Il y a une variabilité notable dans la manière dont cela se produit, et certaines recherches ont montré que différentes compétences de réflexion peuvent être liées à différents schémas d'accumulation d'amyloïde.
Une étude récente impliquant des personnes atteintes de MA a trouvé que la quantité d'amyloïde et l'utilisation de l'énergie par le cerveau étaient plus élevées dans le côté droit. Les zones avec plus d'amyloïde montraient une utilisation réduite de l'énergie par rapport au côté gauche. Ils ont aussi remarqué que quand il y avait plus d'amyloïde à gauche, ça était lié à plus de problèmes de langage, tandis que plus d'amyloïde à droite était relié à des difficultés plus grandes dans les tâches visuelles.
Dans les stades plus avancés de la maladie, de plus grandes quantités d’amyloïde pourraient mener à une utilisation d'énergie plus faible dans le cerveau. Par contre, dans les stades plus précoces, il pourrait y avoir une tendance différente, reflétant la manière dont le cerveau essaie de compenser.
Une étude récente a examiné des personnes qui n'avaient pas d'amyloïde, en avaient un peu, ou avaient des troubles cognitifs légers (TCL). Ils ont trouvé que ceux sans amyloïde n'avaient pas de différences notables entre les côtés gauche et droit du cerveau. Cependant, chez ceux avec un peu d'amyloïde, il y avait une plus grande asymétrie à droite dans les premiers stades. Dans les stades plus avancés, ils n'ont vu aucune asymétrie du tout. Ils ont aussi noté que ces différences d'activité cérébrale n'étaient pas reliées à la performance des individus dans les tâches.
Il y avait un désir de recréer cette étude passée impliquant le TCL, mais avec des adultes âgés en bonne santé ayant des niveaux d’amyloïde variés. L'étude actuelle a examiné plus en détail comment les côtés gauche et droit du cerveau différaient grâce à des méthodes d'imagerie avancées. L'objectif était de voir comment ces différences étaient liées non seulement à l’amyloïde mais aussi à la manière dont le cerveau métabolisait l'énergie et au volume de tissu cérébral.
Participants et conception de l'étude
Des données ont été rassemblées à partir d'une étude en cours centrée sur Alzheimer dans un centre de recherche. Les chercheurs ont recruté des adultes âgés en bonne santé à travers des annonces visant à trouver des gens intéressés par des études sur le vieillissement. L'analyse incluait des données de 93 participants avec un âge moyen d'environ 76 ans. Tous les participants avaient des capacités cognitives normales, et ceux ayant des signes de démence, de TCL, de problèmes neurologiques ou de santé mentale sévères, de forte dépression, utilisant certains médicaments, ou ayant des problèmes affectant leur capacité à réaliser des tâches ont été exclus.
Pour catégoriser les participants comme cognitivement normaux, un petit nombre de leurs scores de tests cognitifs pouvait seulement tomber en dessous des niveaux attendus pour leur âge et leur éducation. Des directives détaillées sur qui pouvait participer ont été fournies. Les participants ont volontairement signé des formulaires de consentement avant de faire partie de l'étude, qui a reçu l'approbation du conseil de surveillance concerné.
Évaluations cognitives
Chaque participant a passé une série de tests cognitifs évaluant cinq domaines clés : apprentissage de la mémoire, rappel de la mémoire, compétences visuelles, langage et fonction exécutive. Ces tests comprenaient des tâches liées à la mémoire, à la construction visuelle, à la fluidité du langage et aux compétences en raisonnement.
Collecte et traitement des données IRM
Les participants ont subi une IRM en utilisant une technologie avancée. Différents types de scans cérébraux ont été réalisés, y compris une méthode qui collecte des images détaillées du cerveau et une autre pour évaluer les dommages à la matière blanche. Les scans ont ensuite été traités à l'aide d'outils spécifiques pour corriger toute irrégularité et les préparer à l'analyse.
Collecte et traitement des données TEP
Des scans TEP ont également été réalisés pour étudier comment le cerveau utilisait de l'énergie. Les participants ont reçu une substance radioactive pour aider à visualiser l'activité cérébrale. Après une période de repos, des images ont été prises pour capturer comment le cerveau fonctionnait en termes d'utilisation d'énergie. Ces images ont ensuite été traitées pour garantir leur précision.
Analyse statistique
Les chercheurs ont analysé les données pour identifier d'éventuelles différences dans la manière dont la bêta-amyloïde était distribuée entre les côtés gauche et droit du cerveau. Ils ont examiné chaque zone où il y avait des différences significatives et ont comparé les résultats liés au métabolisme du glucose et au volume du tissu cérébral. L'objectif était de voir s'il y avait des connexions entre les différences d'amyloïde, le métabolisme du glucose et la Performance cognitive.
L'équipe a découvert qu'il y avait de nombreuses régions dans le cerveau où plus d'amyloïde était détecté du côté droit par rapport au gauche. Cela incluait des zones clés responsables de la prise de décision et du traitement sensoriel.
De plus, ils ont évalué comment le métabolisme du glucose et le volume du tissu cérébral différaient dans ces zones. Beaucoup de régions montraient des asymétries significatives avec 14 montrant une différence dans l'utilisation d'énergie. En comparant les effets de l'amyloïde, du glucose et du volume cérébral, il y avait un lien noté spécifiquement dans le gyrus frontal supérieur. Il a été observé qu'une plus grande asymétrie bêta-amyloïde à droite était liée à une meilleure performance dans les tâches visuelles.
Résumé des résultats
En conclusion, les chercheurs ont découvert que chez les adultes âgés cognitivement en bonne santé, il y avait une claire asymétrie à droite dans les niveaux de bêta-amyloïde dans de nombreuses régions du cerveau. Cette étude a mis en lumière comment ces niveaux d'amyloïde étaient corrélés à l'utilisation d'énergie par le cerveau et aux capacités cognitives, particulièrement dans les tâches visuelles. Les résultats étaient similaires à des découvertes antérieures, montrant que l'asymétrie est souvent plus marquée du côté droit du cerveau dans les premiers stades de la MA. Cependant, à mesure que la maladie progresse, les schémas de distribution de l'amyloïde semblent s'équilibrer.
Bien que l'étude n'ait pas trouvé de liens directs entre les niveaux d'amyloïde et le volume de tissu cérébral chez les individus en bonne santé, les connexions observées entre l'utilisation d'énergie dans le cerveau et les tâches cognitives suggèrent que ces changements précoces peuvent aider à maintenir les capacités cognitives alors que le cerveau fait face aux défis posés par l'accumulation d'amyloïde.
Cette recherche continue d'éclairer la relation complexe entre la santé du cerveau et la fonction cognitive, particulièrement la manière dont le cerveau s'adapte et change en réponse aux signes précoces de maladies comme Alzheimer.
Titre: Voxel-wise hemispheric Amyloid Asymmetry and its association with cerebral metabolism and grey matter density in cognitively normal older adults
Résumé: IntroductionAlzheimers disease (AD) is a neurodegenerative disorder characterized by changes in beta amyloid (A{beta}) and tau as well as changes in cerebral glucose metabolism and gray matter volume. This has been categorized as three distinct stages of amyloid, tau, and neurodegeneration. Past studies have shown asymmetric A{beta} accumulation and its association with asymmetric cerebral metabolism in preclinical AD. We analyzed data to replicate these findings and extend them to associations with gray matter volume and cognitive function. MethodsWe recruited 93 (mean age = 76.4{+/-}6.1 years) cognitively normal adults who underwent magnetic resonance imaging (MRI) and positron emission tomography (PET) with Pittsburgh compound B (PiB) and Fluorodeoxyglucose (FDG) tracers (to estimate A{beta} and glucose metabolism, respectively). We conducted voxel-wise paired t-test on PiB (left vs. right hemispheres) to identify regions that differ in A{beta} between the left and right cortex. We identified whether these regions showed asymmetry in FDG and gray matter volume using paired t-tests on each region. We then conducted correlations between asymmetry indices for each region that had significant asymmetry in PiB, FDG, and gray matter volume. We ran a group regression analysis on cognitive functions. ResultsWe found 26 regions that had significant rightward asymmetry in PiB including prefrontal cortex, temporal cortex, insula, parahippocampus, caudate, and putamen. All these regions showed significant gray matter rightward asymmetry, and most of these regions showed significant FDG asymmetry except the caudate, orbital cortex, medial frontal gyrus, and superior temporal gyrus. Only in the superior frontal gyrus, we found that greater rightward asymmetry in PiB was associated with greater rightward asymmetry in FDG, r(82) =0.38, p
Auteurs: Helmet Talib Karim, H. Jayaprakash, A. Mizuno, B. E. Snitz, A. D. Cohen, W. E. Klunk, H. J. Aizenstein
Dernière mise à jour: 2024-03-06 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.03.05.24303808
Source PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.03.05.24303808.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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