Αϋπνία και άνοια

• Επιστήμονες διερευνούν το ενδεχόμενο καταπολέμησης της οφειλόμενης σε προϊούσα άνοια αϋπνίας για να επιβραδύνουν τον ερχομό του Αλτσχάιμερ
• Αλγόριθμος τεχνητής νοημοσύνης προβλέπει την εμφάνιση Αλτσχάιμερ με μεγάλο ποσοστό επιτυχίας

Απεικονίσεις PET του εγκεφάλου ενός υγιούς (αριστερά) και ενός ασθενούς με Αλτσχάιμερ (δεξιά)

Μια από τις λειτουργίες που θρυμματίζονται όταν το Αλτσχάιμερ σφίξει την αρπάγη του είναι ο σταθερός ρυθμός ύπνου - εγρήγορσης. Οι δυσκολίες στον ύπνο αρχίζουν συχνά πολύ πριν η άνοια αρχίσει να γίνεται εμφανής. Μπορεί άραγε ο προβληματικός ύπνος να αποτελεί αξιόπιστη πρώιμη ένδειξη ότι οι αλλαγές στον εγκέφαλο, που οδηγούν στο Αλτσχάιμερ, έχουν αρχίσει; Και παραπέρα: Θα μπορούσε η εμφάνιση ή η πρόοδος της ασθένειας να επιβραδυνθεί με κατάλληλη αντιμετώπιση των ζητημάτων που σχετίζονται με τον ύπνο;
Η εγκεφαλική παθολογία του Αλτσχάιμερ ξεκινά περίπου 20 χρόνια πριν από την εμφάνιση των συμπτωμάτων, όπως οι διαλείψεις μνήμης και η εκδήλωση σύγχυσης. Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι η μοιραία ακολουθία γεγονότων προχωρά κάπως έτσι: Η βήτα-αμυλοειδής πρωτεΐνη, ένα παραπροϊόν του μεταβολισμού των νευρικών κυττάρων, αρχίζει να συσσωρεύεται στο χώρο μεταξύ των νευρικών κυττάρων, σχηματίζοντας τελικά τις χαρακτηριστικές πλάκες του Αλτσχάιμερ. Στη συνέχεια υπάρχει μια τοξική συσσώρευση πρωτεΐνης ταυ μέσα στα νευρικά κύτταρα, που ξεκινά από τον διάμεσο κροταφικό λοβό και εξαπλώνεται σε άλλες περιοχές. Αυτές οι μεταβολές οδηγούν στο θάνατο των νευρώνων, στην απώλεια συνάψεων και τη γενική ατροφία που παρατηρείται στους ασθενείς με Αλτσχάιμερ και βέβαια στην παρατηρήσιμη από τον καθένα μείωση της αντίληψης και την εκδήλωση προβλημάτων συμπεριφοράς.

Συσσώρευση

Οπως αποδεικνύεται, ο ύπνος επηρεάζει και τη βήτα-αμυλοειδή και την πρωτεΐνη ταυ. Μελέτες σε ανθρώπους και ποντίκια έδειξαν ότι τα επίπεδα και των δύο πρωτεϊνών χαμηλώνουν κατά τη διάρκεια του ύπνου. Ανθρωποι που δεν κοιμούνται καλά έχουν υψηλότερες συγκεντρώσεις τους μέσα στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό, ακόμη και μετά από μια μοναδική νύχτα κακού ύπνου. Εκείνο που είναι ίσως πιο σημαντικό, είναι τι συμβαίνει σε μεγαλύτερο χρονικό πλαίσιο. Απεικονίσεις τομογραφίας εκπομπής ποζιτρονίων (PET) δείχνουν ότι ηλικιωμένοι με χρόνιο πρόβλημα αϋπνίας έχουν μεγαλύτερες αποθέσεις βήτα-αμυλοειδούς στον εγκέφαλό τους. Ερευνα που δημοσιεύτηκε νωρίτερα αυτήν τη χρονιά, διαπίστωσε ότι στο αντίστοιχο του Αλτσχάιμερ στα ποντίκια, η έλλειψη ύπνου αυξάνει την εξάπλωση της πρωτεΐνης ταυ σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου. Συμπέρανε ότι αν υπάρχει διαταραχή του ύπνου κάθε νύχτα για μια αρκετά μεγάλη χρονική περίοδο, τότε ο εγκέφαλος εκτίθεται σε μεγαλύτερες συγκεντρώσεις των βλαβερών πρωτεϊνών και αυξάνεται η πιθανότητα για Αλτσχάιμερ.
Μελέτη του 2018 έδωσε αποδείξεις αυτής της σωρευτικής ζημιάς. Με βάση δεδομένα 124 ηλικιωμένων προέκυψε ότι όσοι παραπονιούνταν για «υπερβολική υπνηλία κατά τη διάρκεια της μέρας» στην ηλικία των 60 ετών ήταν 2,75 φορές πιο πιθανό να έχουν πλάκες βήτα-αμυλοειδούς στον εγκέφαλό τους 16 χρόνια αργότερα. Σε άλλη φετινή μελέτη, διερευνήθηκε ποιο μέρος του ύπνου σχετίζεται περισσότερο με την παθολογία του Αλτσχάιμερ. Διαπιστώθηκε ότι η μείωση του βαθέος ύπνου αργών κυμάτων χωρίς γρήγορες κινήσεις των ματιών (μη REM ύπνος) οδηγεί σε αύξηση της συσσώρευσης της πρωτεΐνης ταυ και έως ένα βαθμό της βήτα-αμυλοειδούς. Αυτό το μέρος του ύπνου είναι το πιο σημαντικό και για τη δημιουργία μόνιμης μνήμης από τα γεγονότα της μέρας.
Κανείς δεν ξέρει τι προηγείται: Είναι η συσσώρευση της βήτα-αμυλοειδούς και της ταυ που εμποδίζουν τον ύπνο, ή τα προβλήματα στον ύπνο οδηγούν σε συσσώρευση αυτών των πρωτεϊνών; Η κυρίαρχη άποψη αυτήν τη στιγμή είναι ότι πρόκειται για αμφίδρομη διαδικασία, που λειτουργεί ως φαύλος κύκλος. Είναι ακόμη νωρίς για να πει κανείς αν η διακοπή αυτή του φαύλου κύκλου θα καθυστερούσε την εμφάνιση άνοιας. Ωστόσο, μια μικρή μελέτη που δημοσιεύτηκε πρόσφατα από ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, στο Σαν Φρανσίσκο, δίνει μια αχτίδα ελπίδας. Μεταξύ 50 ηλικιωμένων με ελαφρύ Αλτσχάιμερ ή χωρίς ακόμη εκδήλωση συμπτωμάτων άνοιας, οι μισοί που χρησιμοποίησαν ένα φάρμακο για να μπορέσουν να κοιμηθούν είχαν μικρότερη απώλεια αντιληπτικής ικανότητας. Πάντως, δεν θα παραξενευτεί κανείς αν και αυτή η ελπίδα για αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση του Αλτσχάιμερ αποδειχτεί «όνειρο θερινής νυκτός», όπως και τόσες άλλες πριν απ' αυτή.

Βαθιά μάθηση

Δεκάδες εκατομμύρια άνθρωποι πάσχουν σε όλο τον κόσμο από Αλτσχάιμερ, την πιο κοινή μορφή άνοιας. Η έγκαιρη διάγνωση είναι κρίσιμης σημασίας, ώστε οι ασθενείς να αξιοποιήσουν τις διαθέσιμες θεραπείες, αλλά καμιά μεμονωμένη απεικονιστική διαδικασία δεν μπορεί να οδηγήσει σε βέβαια συμπεράσματα, όσο ο άνθρωπος είναι ζωντανός και δεν μπορεί να μελετηθεί απευθείας ο εγκέφαλός του. Ετσι, οι γιατροί είναι αναγκασμένοι να πραγματοποιούν αμέτρητους κλινικούς και νευροφυσιολογικούς ελέγχους. Ηταν αναμενόμενο κάποιοι να προσπαθήσουν να αξιοποιήσουν τις προόδους στην τεχνητή νοημοσύνη (ΤΝ) για τον εντοπισμό του Αλτσχάιμερ σε απεικονίσεις του εγκεφάλου.
Επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Φρανσίσκο εκπαίδευσαν έναν αλγόριθμο ΤΝ, ώστε να αναγνωρίζει ένα από τα πρώιμα σημάδια του Αλτσχάιμερ - τη μείωση της κατανάλωσης γλυκόζης από τον εγκέφαλο - σε τομογραφίες εκπομπής ποζιτρονίων. Στην τομογραφία αυτού του είδους, ίχνη μιας ραδιενεργού ουσίας εισάγονται στο σώμα, επιτρέποντας την τρισδιάστατη απεικόνιση του μεταβολισμού, της κυκλοφορίας του αίματος και άλλων κυτταρικών δραστηριοτήτων. Το Αλτσχάιμερ προκαλεί αλλαγές στο μεταβολισμό μέσα στον εγκέφαλο πολύ πριν αρχίσει η φθορά των ιστών. Αυτές οι αλλαγές είναι πολύ δύσκολο να εντοπιστούν με το μάτι.
Ο αλγόριθμος εκπαιδεύτηκε χρησιμοποιώντας το 90% 2.100 τομογραφιών PET προερχόμενων από 12ετή μελέτη σε 1.000 ανθρώπους ηλικίας 55 ετών και άνω (πιθανών ασθενών, άλλων με μικρή απώλεια μνήμης και υγιών) και δοκιμάστηκε στο υπόλοιπο 10% των τομογραφιών. Στη συνέχεια δοκιμάστηκε εκ νέου στις τομογραφίες μιας ανεξάρτητης ομάδας 40 ασθενών που παρακολουθούνταν επί 10 χρόνια. Στην πρώτη δοκιμή έκανε 81% επιτυχή πρόβλεψη, ενώ στη δεύτερη 100%, καθώς όλοι οι ασθενείς που προέβλεψε ανέπτυξαν Αλτσχάιμερ μέσα στα επόμενα 6 χρόνια. Βάση του αλγορίθμου είναι η τεχνική τεχνητής νοημοσύνης που ονομάζεται «βαθιά μάθηση» και πρόκειται για μια από τις πιο ελπιδοφόρες εφαρμογές της. Σύμφωνα με γιατρούς που δεν συμμετείχαν στην ερευνητική ομάδα, το μοντέλο φαίνεται να λειτουργεί πολύ καλά στον εντοπισμό ασθενών με αρχικά ή μεσαίας κλίμακας συμπτώματα, αλλά ο εντοπισμός του επερχόμενου Αλτσχάιμερ σε πολύ πρώιμη φάση παραμένει ανοιχτό ζήτημα.

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»