• Alzheimer to już epidemia
  • Są trzy stadia rozwoju choroby mózgu
  • Algorytm uczył się na dwóch tysiącach skanów

– Jedną z największych trudności w leczeniu alzheimera jest to, że kiedy pojawiają się symptomy i można postawić diagnozę, zbyt wiele neuronów jest już nieodwracalnie zniszczonych – mówi Jae Ho Sohn, naukowiec z Wydziału Radiologii i Obrazowania Biomedycznego na Uniwersytecie w San Francisco.

Początkowe problemy z pamięcią i specyficzne rozkojarzenie, wciąż często mylnie tłumaczone objawami zwykłego starzenia się – to tylko preludium tego, co nadchodzi. Alzheimer to psychiczna i fizyczna równia pochyła, niszczenie kolejnych partii mózgu i degradacja całego organizmu.

Jaki jest dokładny przebieg choroby?

– Dzielimy ją na trzy etapy – tłumaczy neurolog dr Maciej Czarnecki, który zajmuje się leczeniem i diagnozowaniem pacjentów z zaburzeniami pamięci w Centrum Medycznym NeuroProtect w Warszawie. – Najpierw jest postać przedkliniczna. W mózgu zaczyna lawinowo kumulować się jedno z białek, beta-amyloid. Wciąż nie do końca rozumiemy, jakie są przyczyny ani przebieg tego procesu. Wiadomo jednak, że doprowadza to do szeregu procesów takich, jak stan zapalny, wzbudzenie układu immunologicznego i inne.

Następstwem tego jest zmiana struktury białka tau będącego wewnętrznym spoiwem cytoszkieletu komórek. Sprawia to, że komórki nerwowe zapadają się i umierają. Ale na zewnątrz niczego jeszcze nie widać. Człowiek wydaje się zdrowy. Uważa się, że ta faza może trwać nawet do 15-20 lat przed wystąpieniem pierwszych objawów. Jednak wciąż zbyt mała jest liczba pacjentów przebadanych profilaktycznie przed chorobą, żeby była to rzecz pewna.

Wierzę, że nasz algorytm stanie się pomocą dla neurologów jako narzędzie, które będzie diagnozować chorobę we wczesnym stadium
Jae Ho Sohn

Zwłaszcza, że nasz mózg, z jego 100 miliardami komórek nerwowych, ma duże możliwości adaptacyjne. W zależności od wykształcenia, aktywności, predyspozycji indywidualnych, rozwijamy w trakcie naszego życia różną ilość połączeń nerwowych. Dlatego mamy osoby w wieku 80 lat, które nie mają jeszcze objawów choroby, mimo że ich mózg jest już bardzo zniszczony i takie, u których nawet niewielki ubytek neuronów powoduje wyraźne objawy.

Drugi etap to faza łagodnych zaburzeń poznawczych. Pamięć jest zaburzona, ale pacjent jest samodzielny. Taki stan może trwać do kilku lat. I wreszcie trzecia, faza otępienia w przebiegu choroby Alzheimera, która trwa od 7 do 10 lat. Obok zaburzeń pamięci, mamy także zaburzenia wielu innych funkcji: osądu, orientacji, zaburzenia w ocenie przestrzeni. Choroba prowadzi do atrofii mózgu i zaniku jego funkcji.

Brak leku przyczynowego

Badania nad wynalezieniem skutecznego leku na chorobę Alzheimera trwają od dawna. Istnieją leki objawowe, które polepszają stan chorego, poprawiając funkcjonowanie synaps, ale leku przyczynowego – nie ma.

Tymczasem liczba chorych wzrasta. Mówi się o epidemii. W Polsce w tej chwili choruje około 400 tysięcy osób, ale w 2050 roku ta liczba ma się potroić. Szacuje się, że na świecie cierpi na alzheimera blisko 44 miliony ludzi. Według danych Światowej Organizacji Zdrowia w 2030 roku będzie ich 65 milionów, a w 2050 roku – 115 milionów. Nic dziwnego, że kiedy pojawia się na horyzoncie jakakolwiek nadzieja na pomoc, wszyscy bacznie się temu przypatrują. Niedawno nadzieja nadeszła z niespodziewanej strony – od algorytmów uczenia maszynowego.

Glukoza jak paliwo

Jae Ho Sohn połączył neuroobrazowanie z uczeniem maszynowym, starając się przewidzieć, u których pacjentów z nieznacznymi problemami z pamięcią, rozwinie się alzheimer, a u których nie.

Sohn opublikował niedawno w piśmie Radiology swoje badania na ten temat. Użył obrazów PET (Pozytronowa Tomografia Emisyjna). Mierzą one poziom glukozy w mózgu. Glukoza to podstawowe paliwo dla komórek; im komórka jest bardziej aktywna, tym więcej glukozy zużywa. Kiedy zużywa jej coraz mniej, to znaczy, że obumiera.

Jednak lekarzom niezwykle trudno zaobserwować ten proces, zazwyczaj bardzo stopniowy i powolny, rozłożony na lata. Tutaj lepiej niż człowiek sprawdza się sztuczna inteligencja. Sohn nakarmił algorytm prawie dwoma tysiącami skanów z ADNI. ADNI (Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative) kolekcjonuje obrazy pozytronowej tomografii emisyjnej, rezonansu, jak również płynu rdzeniowo-mózgowego osób chorych na alzheimera z różnych krajów. To obecnie największa baza danych, jaką mamy.

Na ich podstawie algorytm nauczył się, jakie cechy świadczą o chorobie Alzheimera, a jakie nie. Kiedy następnie dostał obrazy mózgu 188 osób z ADNI, tym razem takich, których jeszcze nie znał, poprawnie zdiagnozował 92 procent pacjentów z alzheimerem. Kiedy następnie przedstawiono mu skany 40 osób, u których podejrzewano zaburzenia pamięci, rozpoznał alzheimera poprawnie w 98 procentach. Stało się to 75 miesięcy, czyli nieco ponad 6 lat wcześniej niż diagnoza otrzymana w tradycyjny sposób.

– To idealne zastosowanie uczenia głębokiego – mówi Jae Ho Sohn. – Wierzę, że nasz algorytm okaże się wiarygodny i stanie się pomocą dla neurologów jako narzędzie, które będzie diagnozować chorobę we wczesnym stadium. Jednak zanim to nastąpi musimy go jeszcze przetestować i skalibrować na większej i bardziej zróżnicowanej grupie pacjentów.

Uwaga na zbyt pochopne wnioski

– To z pewnością pomocna metoda badań – ocenia dr Maciej Czarnecki. – W chorobie Alzheimera następuje upośledzenie metabolizmu glukozy przede wszystkim w płatach czołowych i w płatach ciemieniowych mózgu. Od dawna wiemy, że PET z użyciem fluorodeoksyglukozy wykrywa obniżony metabolizm glukozy. Jednak pojedyncze badanie nie uprawnia nas jeszcze do postawienia diagnozy, że mamy tu do czynienia z chorobą Alzheimera. Wnioski możemy wyciągać dopiero na podstawie większej ilości skanów i tutaj jest przestrzeń do tworzenia algorytmów, które porównują ze sobą wyniki badań wielu chorych, a te – z grupą kontrolną. Ale konieczna jest odpowiednio statystycznie duża ilość skanów, aby algorytm był wiarygodny.

Badania powinny obejmować pacjentów na różnych etapach choroby w okresie przedklinicznym. Pytanie, czy w ADNI jest wystarczająco dużo takich właśnie danych, z tego okresu? Dodatkowo komplikuje sytuację fakt, że nie ma czystej postaci choroby Alzheimera, bo osoby w tym wieku zwykle mają pewne zmiany naczyniowe, które również wpływają na metabolizm glukozy.

Trening pamięci i lepsze żywienie

Poza tym badanie PET jest kosztowne i stosuje się je głównie w praktyce naukowej, a nie klinicznej. A są przecież i inne, znacznie tańsze metody wykrycia zmian w mózgu na wczesnym etapie alzheimera, na przykład: badanie płynu rdzeniowo-mózgowego oceniającego stężenia beta-amyloidu i białka tau.

Pozostaje jeszcze pytanie etyczne: po co? Co z tego, że zdiagnozujemy chorobę, skoro nie potrafimy jej jeszcze skutecznie leczyć? Co mamy do zaproponowania ludziom, którym obwieścimy taki werdykt? Oczywiście i poza farmakologią można coś robić: trenować pamięć, lepiej się odżywiać, uprawiać sport… Ale były też przypadki samobójstw np. w Stanach Zjednoczonych w grupie osób, u których wykryto „złe” geny, bo są też osoby predysponowane do choroby z powodów genetycznych.

Niestety na chorobę Alzheimera wciąż nie ma mocnych.


Przeczytaj reportaż z sopockiego domu pomocy społecznej, gdzie pacjentom z chorobą Alzheimera pomaga robotyczna foka Paro.


Dr Maciej Czarneckineurolog, zajmuje się leczeniem i diagnozowaniem pacjentów z zaburzeniami pamięci w Centrum Medycznym NeuroProtect w Warszawie. Jest kierownikiem zespołu specjalistów, prowadzących badania kliniczne w celu wynalezienia skutecznej terapii na chorobę Alzheimera, takie jak przeciwciała monoklonalne przeciwko amyloidowi i białku tau, blokery enzymów tworzących amyloid czy szczepionki. Współpracuje także z wieloma organizacjami związanymi z Chorobą Alzheimera w kraju i zagranicą w tym z wiodącymi ośrodkami klinicznymi i przemysłem farmaceutycznym.

Skip to content