Inteligența Artificială a dezvăluit schimbări chimice ascunse în creierul afectat de Alzheimer

Cercetătorii de la Universitatea Rice au produs primul atlas molecular cuprinzător, fără etichetare chimică, al creierului afectat de Alzheimer într-un model animal.

Lucrarea oferă o privire mai detaliată asupra modului în care boala începe și se răspândește.

• Creierul astronauților păstrează amintirea gravitației chiar și după luni în spațiu
• ADN-ul poate fi construit într-un mod nemaivăzut până acum, arată un nou studiu

Folosind o metodă avansată de imagistică bazată pe lumină combinată cu învățarea automată, echipa a examinat țesutul cerebral.

Rezultatele lor, publicate în ACS Applied Materials and Interfaces, dezvăluie că schimbările chimice legate de Alzheimer nu sunt limitate la plăcile de amiloid. În schimb, aceste alterări apar în tot creierul, în modele neuniforme și complexe.

Pentru a detecta aceste schimbări subtile, oamenii de știință au apelat la imagistica Raman hiperspectrală. Această formă sofisticată de spectroscopie folosește un laser pentru a detecta „amprentele chimice” unice ale moleculelor din țesu, scrie Sciencedaily.

„Spectroscopia Raman tradițională efectuează o singură măsurătoare a informațiilor chimice per sit molecular”, a declarat Ziyang Wang, doctorand la Rice.

Schimbări chimice puternice

„Imagistica Raman hiperspectrală repetă această măsurătoare de mii de ori pe o întreagă secțiune de țesut pentru a construi o hartă completă. Rezultatul este o imagine detaliată care arată cum variază compoziția chimică în diferite regiuni ale creierului.”

Mostrele nu au fost tratate cu coloranți sau proteine fluorescente, permițând observarea creierului într-o stare cât mai naturală și nealterată.

Procesul de imagistică a generat volume enorme de date, pe care echipa le-a analizat folosind învățarea automată (ML). Modelele au reușit să distingă probele cu Alzheimer de cele sănătoase, determinând cât de puternic reflectă fiecare regiune cerebrală chimia specifică bolii.

„Am descoperit că schimbările cauzate de boala Alzheimer nu sunt răspândite uniform”, a explicat Wang.

Alzheimerul implică perturbări mai largi decât se credea

„Unele regiuni prezintă schimbări chimice puternice, în timp ce altele sunt mai puțin afectate. Acest model neuniform explică de ce simptomele apar treptat și de ce tratamentele care se concentrează pe o singură problemă au avut un succes limitat.”

Pe lângă acumularea de proteine, studiul a identificat diferențe metabolice majore. Nivelurile de colesterol și glicogen au variat semnificativ, cele mai dramatice contraste apărând în zonele responsabile de memorie, în special în hipocamp și cortex.

Colesterolul este vital pentru structura celulelor cerebrale, în timp ce glicogenul servește ca rezervă locală de energie.

Aceste constatări susțin ideea că Alzheimer implică perturbări mai largi în structura creierului și în echilibrul energetic, nu doar acumularea de proteine pliate greșit.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Cum putem observa semnele timpurii ale bolii Alzheimer?

Un studiu masiv arată că poluarea aerului crește riscul de Alzheimer în rândul vârstnicilor

O hartă genetică a bolii Alzheimer dezvăluie, în premieră, activitățile ascunse ale genelor

Cancerul ar putea emite semnale care protejează creierul împotriva bolii Alzheimer