גיל המוח מתוך לילה אחד של שינה: האלגוריתם שמזהה סיכון לדמנציה שנים מראש

אלגוריתם שקרא הקלטות של גלי מוח בשינה הצליח להצביע על מי יפתח דמנציה, שנים לפני שהתסמינים הראשונים הופיעו. כל פער של עשר שנים בין "גיל המוח" שהמכונה חישבה לבין הגיל בתעודת הזהות תורגם לעלייה של כ-39% בסיכון. הממצא פורסם בכתב העת הרפואי JAMA Network Open, והוא מבוסס על מעקב אחרי 7,105 מבוגרים בחמישה מחקרי קהילה גדולים בארצות הברית.

מאחורי העבודה עומדים חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו ומבית החולים בת' ישראל דיקונס בבוסטון. הם אספו הקלטות שינה של משתתפים בגילי 40 עד 94, כולם בריאים קוגניטיבית בתחילת הדרך, ועקבו אחריהם בין 3.6 שנים לכמעט 17 שנה, בהתאם למחקר שממנו הגיעו. במהלך המעקב פיתחו 1,082 מהם דמנציה.

בדיקת EEG, אלקטרואנצפלוגרפיה, מודדת את הפעילות החשמלית של המוח באמצעות אלקטרודות שמוצמדות לקרקפת. במעבדת שינה היא חלק מבדיקה רחבה יותר, פוליסומנוגרפיה, שרושמת במקביל גם נשימה, רוויון חמצן, תנועות עיניים ופעילות שרירים. השימוש הקליני הרווח בה מתמקד באבחון דום נשימה בשינה, ואת נתוני ה-EEG מנצלים בעיקר לחלוקה לשלבי שינה.

האלגוריתם ירד לרזולוציה דקה בהרבה. הוא שקלל 13 מאפיינים מיקרוסקופיים של הגלים: עוצמת גלי דלתא בשינה העמוקה, צפיפות כישורי השינה, אותם מקטעי פעילות מהירה שמעורבים בגיבוש הזיכרון, יחסים בין תדרים שונים וגם צורת הגל עצמה. מכל אלה הפיק המודל מספר יחיד, גיל המוח, והשווה אותו לגיל הכרונולוגי. הפער בין השניים הוא המדד שקיבל את השם brain age index.

לכתבות נוספות במדור מדע

"גיל המוח מחושב מגלי המוח בשינה", אמרה ד״ר יואה לנג, פרופסור חבר לפסיכיאטריה באוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו והחוקרת הבכירה בעבודה. "אנחנו יודעים שפעילות המוח במהלך השינה מספקת חלון מדיד למידת ההזדקנות של המוח".

גיל ביולוגי מול הגיל בתעודת הזהות

הרעיון של גיל ביולוגי מלווה את חקר ההזדקנות כבר שנים. שני אנשים בני 65 יכולים להיות רחוקים זה מזה שנות אור במצב כלי הדם, בצפיפות העצם או בתפקוד הכליות, בעוד הגיל הכרונולוגי מסתכם בספירת הסיבובים סביב השמש. שעונים אפיגנטיים שמודדים סימוני מתילציה על ה-DNA כבר משמשים להערכת קצב ההזדקנות הביולוגית, ומודלים שמנתחים סריקות MRI מחשבים גיל מוח מבני. החידוש כאן נוגע למקור הנתונים: לילה אחד של שינה, בבדיקה שכבר מבוצעת כשגרה במאות אלפי אנשים בשנה.

הקשר החזיק מעמד אחרי תקנון לגיל, למין, למוצא, להשכלה, למדד מסת הגוף, לעישון, לשימוש בתרופות שינה ולרמת הפעילות הגופנית. בניתוחי רגישות נוספים תיקננו החוקרים גם לסוכרת, לדיכאון, למחלות לב, לשבץ ולחומרת דום הנשימה, והמדד שרד. אפילו כשהוכנסה לחישוב נשאות הגן APOE ε4, גורם הסיכון הגנטי המוכר ביותר לאלצהיימר, נותרה עלייה של 22% בסיכון לכל עשור פער. מכאן ההערכה שהמדד לוכד תהליך הזדקנות רחב, מעבר לנטייה גנטית ספציפית.

המדדים המסורתיים סיפרו סיפור אחר לגמרי. משך השינה, יעילותה ומספר היקיצות, אותם נתונים שמככבים בשורה הראשונה של כל דוח ממעבדת שינה, הראו קשר אפסי לסיכון לדמנציה בניתוח הזה. "מדדי שינה רחבים לוכדים באופן חלקי בלבד את האופי המורכב והרב-ממדי של פיזיולוגיית השינה", אמרה לנג. המידע ישב כל הזמן בתוך אותן הקלטות עצמן, ברזולוציה שאיש טרח לקרוא.

ידיעה מוקדמת בעידן של תרופות מאטות

עד לפני שנים אחדות, הערך המעשי של אזהרה מוקדמת נותר מוגבל. המצב השתנה. שתי תרופות נוגדות עמילואיד, לקנמאב ודונאנמאב, אושרו בארצות הברית והדגימו האטה של כרבע עד שליש בקצב ההידרדרות הקוגניטיבית, אבל היעילות שלהן מתרכזת בשלבים המוקדמים ביותר של המחלה. ככל שכלי סינון מקדימים את מועד הזיהוי, מתרחב חלון הזמן שבו טיפול כזה רלוונטי. באותו כיוון בדיוק פועלות בדיקות דם לחלבוני טאו, שהדגימו בשנים האחרונות דיוק גבוה בזיהוי אלצהיימר. היקף הבעיה מסביר את הדחיפות: יותר מ-57 מיליון בני אדם בעולם חיים עם דמנציה, ובישראל מדובר בלמעלה מ-120 אלף.

• המוח שוטף את עצמו בלילה: הסיפור שכולם מכירים, והמחלוקת שמתנהלת סביבו עכשיו
• בקרוב אצלכם במרפאה: בדיקת הדם לאלצהיימר שתחסוך סריקות מוח יקרות ותפתח שוק של מיליארדים

הפער בין ההבטחה למימוש עובר דרך מעבדת השינה. בדיקה מלאה דורשת לילה במכון, צוות שמחבר אלקטרודות ותור שיכול להימשך חודשים. בישראל היא כלולה בסל הבריאות בהתוויות מוגדרות, בעיקר חשד לדום נשימה, וההשתתפות העצמית משתנה בין קופות החולים. בדיקות ביתיות זולות בהרבה, אבל רובן מוותרות על ערוצי ה-EEG שהמודל הזה נשען עליהם. מכאן ההתעניינות הגוברת בהתקנים לבישים ובמדבקות מצח שמקליטות גלי מוח במיטה של הנבדק, טכנולוגיה שעדיין ממתינה לאימות מול מעבדה מסודרת.

הסייג המרכזי נשאר בתוקף. מדובר במחקר תצפיתי שמצביע על קשר סטטיסטי ברמת הקבוצה, והמרחק ממנו לאבחנה אישית גדול. אדם שגיל המוח שלו מבוגר בעשור מגילו נמצא בקבוצה עם סיכון גבוה יותר, ועדיין רוב חברי הקבוצה הזאת יזדקנו בשלום. פתוחה גם השאלה אם שינוי במיקרו-מבנה השינה מזיז את הסיכון עצמו, או שהמדד פשוט מזהה נזק שכבר החל להצטבר בשקט שנים קודם. הוויכוח הזה נשען בין היתר על ההשערה שהמוח שוטף את עצמו מפסולת בשינה העמוקה, רעיון שגם הוא שנוי במחלוקת בקהילה המחקרית.

"ניהול גופני טוב יותר, כמו הורדת מדד מסת הגוף והגברת הפעילות הגופנית כדי לצמצם את הסבירות לדום נשימה, עשוי להשפיע", אמר ד״ר האוצ'י סאן, עוזר פרופסור לנוירולוגיה בבית החולים בת' ישראל דיקונס והמחבר הראשון של המחקר. הוא הוסיף שכדור קסם לשיפור בריאות המוח עדיין רחוק מהישג יד.

במאמר מערכת שליווה את הפרסום כתב ד״ר אומוניגו בובו מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת ניו יורק שאם הכלי יאומת ויותאם להפעלה בקנה מידה רחב, מדדים מסוג זה עשויים להסיט את הטיפול בדמנציה לעבר ריבוד סיכון מוקדם ומדויק יותר. בדרך לשם ממתינות שתי בדיקות: האם המודל שומר על הדיוק שלו באוכלוסיות מגוונות יותר מחמשת המחקרים המקוריים, והאם התקן ביתי פשוט מסוגל לשחזר את אותם 13 מאפיינים דקים.