Как работает мозг и почему он стареет
Принято считать, что с возрастом нейроны теряют активность, что приводит к ухудшению памяти и обучаемости. Однако у человека наблюдаются и обратные процессы – некоторые нейроны становятся чрезмерно активными. Это натолкнуло ученых на мысль, что не снижение активности, а именно ее избыток может быть причиной возрастных когнитивных проблем.
Эксперименты с нематодами
Чтобы разобраться в механизме старения мозга, группа профессора Кентаро Нома провела исследования на круглых червях Caenorhabditis elegans – модели, широко используемой в нейробиологии. Эти организмы обладают 302 нейронами и способны обучаться, в частности, ассоциировать температуру окружающей среды с наличием пищи.
В ходе эксперимента черви, выращенные при 23°C и кормившиеся в этом температурном режиме, впоследствии выбирали именно эту температуру при наличии градиента от 17 до 23°C. Если же еда отсутствовала, они не демонстрировали предпочтений. Это подтверждало способность нематод к обучению.
Неожиданные результаты
Ранее считалось, что ухудшение термотаксиса у старых нематод связано с общим снижением активности их нейронов. Однако команда исследователей измерила активность конкретных групп клеток – сенсорных нейронов AFD и интернейронов AIY, которые участвуют в обучении, – и обнаружила, что их активность практически не меняется с возрастом.
Более того, было установлено, что две другие группы нейронов – AWC и AIA – с возрастом становятся гиперактивными. Удаление этих клеток из нервной системы позволило нематодам сохранить способность обучаться. Это говорит о том, что именно гиперактивность мешает нормальной работе нейронных сетей.
“Мы привыкли думать, что старение мозга связано с ослаблением нейронных связей. Наши данные показывают, что проблема может заключаться в их перегрузке,” – отметил профессор Нома.
Питание как способ борьбы со старением мозга
Один из наиболее интересных выводов исследования касается питания. Ученые обнаружили, что изменение бактериального состава пищи у старых нематод снижает гиперактивность нейронов и замедляет возрастное ухудшение когнитивных функций.
Этот результат открывает перспективы для разработки диет, способных замедлить старение мозга у человека.
Выводы и перспективы
Результаты работы заставляют пересмотреть традиционные представления о старении мозга. Вместо того чтобы рассматривать снижение активности нейронов как основную проблему, ученые теперь изучают, как контролировать их гиперактивность.
Будущие исследования будут сосредоточены на том, как уменьшить чрезмерную активность нейронов и сохранить их нормальное функционирование. Возможно, это приведет к созданию новых методов профилактики возрастного слабоумия.