Ученые Рурского университета и Университета Фрайбурга в Германии определили, что самые ранние признаки болезни Альцгеймера, неизлечимой и смертельной формы старческого слабоумия, могут появиться в молодом возрасте, за десятилетия до начала заболевания. Как сообщается в статье, опубликованной в журнале Science Advances, они выражаются в нарушениях интуитивного ориентирования в пространстве.
Исследователи провели эксперимент с участием 267 здоровых людей. 65 из них являлись носителями аллеля (варианта) гена APOE ε4, который связывают с повышенным риском развития болезни Альцгеймера в будущем. Присутствие этого аллеля влияет на нормальное развитие энторинальной коры больших полушарий мозга, участвующей в пространственном ориентировании и формировании памяти. Известно, что эта зона поражается у пациентов с сенильной деменцией альцгеймеровского типа в первую очередь, еще до проявления явных нарушений когнитивных способностей.
Добровольцам было предложено пройти тест на способность к интеграции маршрута (англ. path integration, PI), когда человек подсознательно запоминает путь и способен найти дорогу назад, не используя внешние ориентиры. В ходе теста участники должны были запомнить местоположение корзины в виртуальной местности и пройти к деревьям (их количество менялось от одного до пяти), около одного из которых находилось яблоко. Когда испытуемый достигал какого-либо дерева, оно исчезало. После того как исчезнут все деревья, нужно было найти обратный путь к корзине. Чем сильнее ошибались участники в оценке расстояния до корзинки и направления к ней, тем меньше была эффективность интеграции маршрута. В ряде испытаний добровольцы проходили функциональную магнитно-резонансную томографию.
Оказалось, что способность к интеграции маршрута была связана с работоспособностью нейронов решетки (англ. grid cells) в энторинальной коре. Эти нейроны отвечают за представление координатной сетки в пространстве и активируются, когда животное или человек пересекает узлы этой воображаемой сетки. Таким образом, нарушение в ориентации, наблюдаемое у добровольцев с APOE ε4, было вызвано дисфункцией нейронов решетки. Это позволяет обнаруживать людей с высоким риском болезни Альцгеймера за десятилетия до начала деменции.
Ученые также обнаружили, что дефицит способности к интеграции маршрута может компенсироваться активностью других зон мозга — задней поясной извилины и ретроспленальной коры. Они задействуются, когда доступны внешние ориентиры, что позволяет носителям APOE ε4 быть наравне с людьми с нормальным геном.