Fizičarka Sanja Josef Golubić sa zagrebačkog PMF-a prije nekoliko je dana u uglednom znanstvenom časopisu Human Brain Mapping objavila rad koji bi mogao korjenito promijeniti detekciju Alzheimerove bolesti, a koji su u međuvremenu prenijeli brojni svjetski mediji.
Josef Golubić je, naime, otkrila biomarker koji prije prvih znakova bolesti detektira Alzhemerovu bolest, što je trenutno teško moguće. On se, pritom, otkriva neinvazivnom metodom, na temelju snimki magnetskih polja koje proizvodi normalna aktivnost mozga. I mogao bi, potvrde li ga klinički testovi, individualno detektirati bolest prije pojave prvih simptoma.
Sve je počelo prije par godina, prije nego što je Golubić, inače zagrepčanka, uopće doktorirala, kad je njezina mentorica s PMF-a, doktorica Selma Supek, sklopila suradnju sa Sveučilištem u New Mexicu. “Znanstvenici iz njihovog laboratorija su radili na projektu u kojem su pokušavali otkriti neuralni potpis karakterističan za Alzheimerovu bolest. Poslali su nam podatke MEG mjerenja, dakle izmjerene vrijednosti magnetnih polja koje emitira ljudski mozak, ljudi oboljelih od Alzheimerove bolesti i zdravih osoba. Moj zadatak je bio naći razliku u procesiranju zvučnih podražaja između zdravih starijih ispitanika i onih simptomatskih, i to komponente koja se javlja oko 300 ms nakon izlaganja zvuku” priča Golubić.
Počelo je s dosadnim izračunima
Čovjek zvučni podražaj prepoznaje nakon 100 milisekundi, a u memoriju ga pohranjuje nakon 300, objašnjava. Ta se komponenta pohrane zvuka u memoriju inače zove P300. Kako ljudi oboljeli od Alzheimera najveća moždana oštećenja na mozgu imaju u temporalnim slijepoočnim režnjevima, upravo tamo gdje su primarni centri za sluh, i kako je Alzheimer bolest koja napada memoriju, pretpostavka je bila da kod ljudi koji boluju od Alzheimera P300 neće funkcionirati kao kod zdravih ljudi.
“Mi smo dobili magnetske snimke i moj je zadatak bio da napravim teorijske izračune. To se zove izračun biomagnetskog inverznog problema i to se nikome baš ne da računati”, priča Golubić. Na projektu je radila ukupno godinu dana. “Ja sam, zapravo, najproduktivnija između 10 sati navečer i 3, 4, ujutro. Kad radim izračune treba mi mir. Tako da sam veći dio tog posla odradila doma”, kaže četrdesetogodišnjakinja.
Nakon godinu dana nije otkrila ništa
I nije otkrila ništa. Bar ne na početku. “Ja sam to računala i računala, i na kraju se ispostavilo da zdravi ljudi i oboljeli od Alzheimera imaju isti P300. Da nema nikakve razlike. Uložili smo toliko vremena i truda, i onda na kraju nismo pronašli ništa”, priča. Kaže da nije bila strašno razočarana, još uvijek joj je bio izazov riješiti problem.
“Ja sam svejedno nastavila raditi na tim snimkama i izračunima. Išla sam gledati svaku od tisuću milisekundi snimke, za svaki od 306 senzora s kojima su snimane te MEG snimke. To je bilo užasno puno posla. Ovako, na oko, učinilo mi se da kod oboljelih od Alzheimera i zdravih, pri obradi zvučnog podražaja u prvih 100 milisekundi, postoji razlika u aktivnosti čeonog režnja mozga. Uočila sam da kod zdravih ljudi u prvih 100 milisekundi postoji aktivnost u čeonom režnju, a kod oboljelih ne. Ispričala sam to kolegama, ali samo su odmahivali rukom. Rekli bi mi: ‘a ti kao ne znaš da se frontalna područja uključuju nakon 150 do 200 milisekundi’”, prepričava, smijući se, kao da se radi o nekom dobrom vicu koji svi kuže.
Otkriće za kojim se tragalo 30 godina
Svejedno nije odustala. “Ja to gledam, znam te matrice na pamet, i vidim da stvarno postoji razlika, i to u prvih 100 milisekundi”, priča. Ponovno je prošla kroz svoje proračune, i od toga nikako nije mogla pobjeći. Čeoni dio mozga na zvučne je podražaje, kod zdravih ljudi, reagirao u prvih 100 milisekundi. “Nastavila sam, na svoju ruku, istraživati kako je moguće da čeoni dio mozga u prvih 100 milisekundi reagira na zvučni podražaj. I onda shvatim da se za tim traga preko 30 godina”, kaže kroz smijeh.
Naime, postoji nešto što se zove slušni “gating”. Ugrubo, radi se o neurološkom procesu pri kojem mozak filtrira relevantne i nerelevantne podražaje. Dugo se vjerovalo da se taj proces odvija na dva mjesta u mozgu, i to u slijepoočnim režnjevima, gdje su centri za sluh. “Međutim jedan znanstvenik, Woods, ’84. godine je snimao EEG žene koja je imala oštećenje oba slijepoočna režnja i bila je gluha. I iz tih je snimki bilo vidljivo da se i kod te, dakle gluhe žene, odvija proces gatinga. To je značilo da postoji treći izvor, treće mjesto u mozgu koje sudjeluje u procesu gatinga. Taj se treći izvor dugo tražio, a ja sam ga sada otkrila, locirala sam ga u medijalnom prefrontalnom području”, objašnjava svoje golemo otkriće. Taj rad je objavljen u Neuroimagu.
Kako može detektirati Alzheimera
I tu dolazimo do Alzheimera. Taj otkriveni izvor je, zapravo, postao biomarker koji detektira Alzheimerovu bolest. Kod zdravih ljudi, kod zvučnog se podražaja, osim temporalnih režnjeva, u prvih 100 milisekundi aktivira i centar u tom medijalnom prefrontalnom režnju mozga. “Dakle, ovaj rad objavljen u Human Brain Mappingu je članak o primjeni aktivacije čeonog izvora, koji sudjeluje u gatingu, na detekciju Alzheimerove bolesti. To bi zapravo moglo biti užasno važno jer je to binaran način detekcije bolesti. Ili se taj dio mozga aktivira ako osoba nema Alzheimera, ili se ne aktivira ako ima. To sam ja otkrila, prije svih. Bez novca i bez ičega”, priča.
Golubić kaže da je svoje rezultate objavila u Human Brain Mappingu jer je htjela da njezini izračuni dođu u ruke drugim fizičarima koji bi ih mogli provjeriti. “Ovo je temeljno istraživanje i sad slijedi klinička studija. Da sam ga objavila u Natureu, došao bi do kliničara, a oni će i onako potvrditi ili odbaciti moje rezultate. Sad dolazimo do činjenice da mi u Hrvatskoj nemamo MEG laboratorij, u kojem bismo mogli snimati magnetna polja koja ljudski mozak emitira. Da imamo, mi bismo mogli provesti kliničku studiju, pa bi to bio hrvatski biomarker. Ovako, vjerojatno će se klinička studija raditi negdje vani. Ja možda i dobijem ponudu da idem van to raditi, ali s obzirom na to da imam dvoje djece, šanse da to prihvatim su minimalne. Sad sam se ionako bacila na rješavanje jednog drugog važnog problema”, kaže. piše
