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El papel de las redes neuronales en la enfermedad de Alzheimer

La enfermedad de Alzheimer (EA) está relacionada con la presencia de péptidos β-amiloide (Aβ) en placas amiloides en áreas específicas del cerebro. Sin embargo, es poco probable que los Aβ sean los únicos responsables de todas las características distintivas de la EA, por lo que se necesita una mejor comprensión de la etiología de esta enfermedad.
El papel de las redes neuronales en la enfermedad de Alzheimer
El tratamiento y el almacenamiento de la información procesada por las redes cerebrales requieren un funcionamiento tremendamente coordinado de múltiples grupos de neuronas. En concreto, la actividad rítmica de poblaciones neuronales da lugar a oscilaciones que, a su vez, median en la consolidación de la memoria. Las oscilaciones de diferentes frecuencias (theta y gamma) se generan en las mismas áreas cerebrales e interacción entre sí, un fenómeno conocido como acoplamiento cruzado de frecuencias. Numerosos indicios señalan que la magnitud del acoplamiento está correlacionada positivamente con procesos cognitivos en seres humanos.

El objetivo del proyecto financiado por la Unión Europea OSCILL_A (Non-amyloid-related hippocampal network dysfunction as an early biomarker of Alzheimer’s disease) era comprender cómo se modifica el acoplamiento cruzado de frecuencias en la EA. Trabajos previos en un modelo murino para la EA habían demostrado una correlación inversa entre el acoplamiento cruzado de frecuencias del hipocampo y la concentración de CTF-ß, el precursor inmediato de los péptidos Aβ. El objetivo último del proyecto OSCILL_A era demostrar que CTF-ß constituía el primer paso crítico en la cascada amiloide.

Empleando ratones jóvenes con EA antes de la formación de placas amiloides en el cerebro, los investigadores descubrieron alteraciones comportamentales tempranas solo en un subconjunto de tareas dependientes del hipocampo. Estas alteraciones específicas de la memoria estaban relacionadas, probablemente, con alteraciones en las redes inhibitorias del hipocampo, donde diferentes metabolitos de la proteína precursora amiloidea (APP) son responsables de déficits cognitivos específicos.

En pacientes de EA, los signos del deterioro de la memoria pueden aparecer más de diez años antes de la diagnosis de la enfermedad, de lo que se deduce que las alteraciones del acoplamiento cruzado de frecuencias podrían servir como un biomarcador temprano. Estas modificaciones podrían ser evaluadas empleando técnicas no invasivas como la electroencefalografía (EEG) de alta densidad. Por tanto, los investigadores OSCILL_A llevaron a cabo un análisis de registros clínicos de EGG y validaron la existencia de acoplamiento cruzado de frecuencias en individuos jóvenes y en personas mayores con un buen rendimiento cognitivo. Cualquier alteración en el acoplamiento se relacionó directamente con el envejecimiento y el rendimiento cognitivo.

Dado que la prevención es actualmente la mejor estrategia frente a la demencia, la caracterización sistemática del estado de acoplamiento en pacientes con una disfunción cognitiva leve podría mejor su condición. Esto conducirá al desarrollo de métodos terapéuticos combinatorios basados en el aumento de la actividad física y mental y el empleo de fármacos específicos frente a la EA.

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Palabras clave

Redes neuronales, enfermedad de Alzheimer, péptidos β-amiloide, placa, oscilación, acoplamiento cruzado de frecuencias, CTF-β, proteína precursora amiloidea
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