新计算模型提出了阿尔茨海默氏症
梅奥诊所的研究人员提出了一种新的模型映射阿尔茨海默氏症的症状大脑解剖学。这个模型是由机器学习应用到病人的脑成像数据。它使用整个大脑的功能,而不是特定的大脑区域或网络来解释大脑解剖学和心理过程之间的关系。研究结果发表在自然通讯。
”这个新模型可以促进我们理解大脑是如何工作的和分解衰老和老年痴呆症,提供新的方法来监测、预防和治疗的疾病,”大卫·t·琼斯说,医学博士梅奥诊所的神经学家、该研究的第一作者。
阿尔茨海默氏症通常被描述为一个蛋白加工问题。的有毒蛋白质淀粉样蛋白和τ存款的大脑区域,导致神经元失败,结果等临床症状记忆丧失、沟通困难和困惑。
然而,临床症状之间的关系,脑损伤和模式大脑解剖还不清楚。人们也可以有一个以上的神经退行性疾病,使诊断困难。映射的大脑行为与这种计算模型可能给临床医生的新视角。
新车型开发使用大脑葡萄糖测量氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描(正)上执行423名研究参与者认知障碍和参与衰老和梅奥诊所的梅奥诊所研究阿尔茨海默病研究中心。摄影是一种影像检查显示,葡萄糖是大脑的加油部位。神经退行性疾病,如阿尔茨海默氏症、路易体痴呆额颞叶痴呆例如,葡萄糖的使用有不同的模式。
模型压缩复杂的大脑解剖相关的痴呆症状为概念,彩色编码框架,展示了与神经退行性疾病相关的大脑区域和精神功能。成像模式所示模型与症状病人的经验。
模型的预测能力的变化与老年痴呆症相关生理验证在410人。额外的验证是通过投射大量数据从正常老化和痴呆综合征针对内存,执行功能、语言、行为、运动、认知、语义知识和视觉空间的能力。
研究人员发现,51%的方差葡萄糖使用模式在老年痴呆症患者的大脑只能解释为10模式。每个病人都有一个独一无二的结合这些10大脑葡萄糖模式与症状他们经历的类型。在后续工作中,梅奥诊所的神经学人工智能(AI)项目,是由琼斯博士,AI系统上使用这些10模式工作,帮助解释大脑扫描的病人正在接受阿尔茨海默病及相关症状。
“这个新计算模型更多的验证和支持,有可能重定向科学努力关注动态复杂系统生物学的研究思想和痴呆,而不是主要关注错误折叠蛋白质,”琼斯博士说。
“如果心理功能与阿尔茨海默病相关执行在一个分布式的方式在整个大脑,像我们提出新的疾病模型是必要的。我们认为这个模型可能会影响诊断,治疗和神经退化的基本理解和心理功能”。
