Sykdom og aldringsbiomarkøridentifikasjon fra multimodal magnetisk resonansavbildning

Å undersøke hvordan hjernen forandrer seg i løpet av livet gir verdifull informasjon om generelle mønstre av hjerneutvikling, aldring og markører for ulike sykdommer.

Hovedfokuset i dette prosjektet var å forstå hvordan hjernen modnes og eldes ved å undersøke aldersrelaterte mønstre i tusenvis friske menneskers magnetiske resonansbilder. Disse undersøkelsene ble utført på ulike spatielle nivåer: Vi utførte analyser på mikrostrukturnivå til å vurdere hjernen som helhet. Videre brukte vi konseptet hjernealder, et individs predikerte eller biologiske alder basert på maskinlæringsmodellers estimeringer. Hjernealderen kan både indikere personers generelle helsetilstand, og potensielt hjelpe til å identifisere tegn på sykdommer. I tillegg undersøkte vi hvordan ulike bio-psyko-sosiale faktorer assosieres med hjernealder, testet reliabiliteten av hjernealderen, presenterte en ny konseptualisering av hjernealder, og kartla assosiasjoner av genetisk risiko for sykdom med utviklingen av hvit substans under aldring.

Generaliserbare mønstre for hjernemodning

Vi presenterer spatielle og temporale mønstre av hjernemodning som viser til flere strukturelle forskjeller når man sammenligner yngre med eldre mennesker. Spesielt dype hjernestrukturer som det limbiske systemet, som er kjent for sin rolle i hukommelsen og ulike kognitive funksjoner, ble funnet å være alderssensitive.

Disse funnene støtter tidligere studier som har vist lovende resultater i behandling av nevrodegenerative sykdommer ved bruk av eksperimentelle behandlingsstrategier som elektrisk eller ultralyd hjernestimulering av de identifiserte områdene, som fornix.

Jakten på biomarkører fortsetter

Hjernealder er en lovende markør for aldring og generell helse og muliggjør å identifisere abnormiteter i hjernens utvikling. Likevel er metoden ikke spesifikk for noen sykdom. Vi viser at bruk av hjernealder i klinikken også fortsatt er begrenset på grunn av stor variasjon i prediksjoner på individnivå, selv når man undersøker de samme individene over tid.

En foreslått ny konseptualisering av hjernealderen vurderer hver hjernehalvdel for seg selv, med tanke på at hjernen er svært asymmetrisk. Andre muligheter i søket etter biomarkører inkluderer å undersøke hjerneregioner individuelt, og å kombinere hjerneavbildning med genetikk som kan legge til biologiske forklaringer på observerte forskjeller i hjernekarakteristikker.

Personalia 

Max Korbmacher (f. 1993) har en mastergrad i nevrovitenskap, og er høgskolelektor og stipendiat ved fagseksjon for radiografi ved Institutt for helse og funksjon, Høgskulen på Vestlandet (HVL). Hovedveileder for avhandlingen har vært førsteamanuensis Ivan Maximov. 

Prøveforelesning

Torsdag 23. mai 2024 kl. 09:15 i Aud. M005, campus Bergen.

Tittel: Magnetic resonance imaging – what it is and how it is used as a research tool.

Disputas:

Torsdag 23. mai 2024 kl. 12:00 i Aud. M005, campus Bergen.

Tittel på avhandling: Disease and ageing biomarker identification from multimodal magnetic resonance imaging

Slutt ca. 15:30

Bedømmelseskomite:

• Professor Valerij G. Kiselev, University Medical Center Freiburg, Tyskland (førsteopponent)
• Førsteamanuensis Melanie Ganz, Universitetet i København (andreopponent)
• Professor Birgitte Espehaug, HVL (komiteleder)

Disputasleder:

Instituttleder Gunnar Slettaløkken, HVL

Veiledere

• Førsteamanuensis Ivan Maximov (hovedveileder)
• Førsteamanuensis Eli Nina Hølleland Eikefjord (medveileder)
• Professor em. Arvid Lundervold (medveileder)
• Professor Lars Tjelta Westlye, UiO (medveileder)

Lenke til strømming av prøveforelesing og disputas (Zoom)