Kāpēc smadzeņu vecums? Atbilde ir gēnos

Smadzenes noveco tāpat kā visas mūsu ķermeņa struktūras un sistēmas. Tomēr ir cilvēki, kas šķiet, ka laika gaita viņus ietekmē vairāk nekā citi; ne tikai viņa ķermenī, bet arī viņa spēkos. Kāpēc tas notiek? Kas ir vairāk, ko mēs varam darīt? Vai daži cilvēki ir vecāki vai mums ir instrumenti, lai aizkavētu gadu ietekmi??

Acīmredzot, atbildes uz smadzeņu novecošanas noslēpumu atšķirt dažos gēnos. Pētnieku grupa Babraham Institute Kembridžā (Apvienotā Karaliste) un Sapienza universitāte Romā (Itālija) ir atradusi atbildes padziļināšanu ģenētiskajos rīkos, kas ietekmē sarežģīto kognitīvās pasliktināšanās mehānismu saistībā ar vecumu.

Patiesība ir tāda, ka mēs jau labi zinām, kas notiek smadzeņu vecuma dēļ. Piemēram, ir zināms, ka neironi pasliktinās un mirst, tikai aizstājot tos ar jauniem. Šo procesu atvieglo kāda veida cilmes šūnas, neironu cilmes šūnas (NSC). Tās ir nervu sistēmas šūnas, kas var pašregulēties un izraisīt cilmes šūnas.

Tomēr, laika gaitā šīs šūnas kļūst mazāk funkcionālas, kas padara mūsu smadzenes. Bet kas izraisa šo šūnu novecošanu? Kādas ir molekulārās izmaiņas, kas ir atbildīgas par tās pasliktināšanos? Šie ir jautājumi, par kuriem pētnieki ir atraduši atbildi.

Kas notiek, kad smadzenes vecumā?

Pirms mēs redzam, kāpēc smadzeņu vecums, let's redzēt, kas smadzeņu novecošanās. Smadzeņu novecošana ir neizbēgama līdz punktam, lai gan tā nav vienāda. Faktiski tas skar visus smadzenes, bet citādi. Smadzeņu novecošanās samazināšana vai tās apturēšana būtu labākais eliksīrs mūžīgās jaunības sasniegšanai.

Cilvēka smadzenes satur aptuveni 100 000 miljonus savstarpēji saistītu neironu, izmantojot triljonus sinapses. Mūsu dzīves laikā mūsu smadzenes mainās vairāk nekā jebkura cita mūsu ķermeņa daļa. No brīža, kad smadzenes sāk attīstīties trešajā grūtniecības nedēļā līdz vecumam, tās sarežģītās struktūras un funkcijas mainās.

Pirmajos dzīves gados bērna smadzenes veido vairāk nekā miljonu jaunu neironu savienojumu sekundē. Pirmsdzemdību periodā smadzeņu lielums palielinās četras reizes, un 6 gadus tas sasniedz aptuveni 90% no pieaugušo skaita.

Frontālās daivas, kas ir smadzeņu jomas, kuras ir atbildīgas par izpildvaras funkcijām (piemēram, plānošana, operatīvā atmiņa un impulsu kontrole), ir viena no pēdējām smadzeņu jomām, kuras ir nobriedušas. Faktiski tie var nebūt pilnībā izstrādāti līdz 35 gadu vecumam.

Bet vienā brīdī mēs sākām kļūt veci. Tā kā mēs esam vecumā, visas mūsu ķermeņa sistēmas pakāpeniski samazina to spēju, ieskaitot smadzenes. Tādējādi dažas izmaiņas atmiņā ir saistītas ar normālu novecošanu.

Kopējās atmiņas izmaiņas, kas saistītas ar normālu novecošanos ietver:

• Grūtības mācīties kaut ko jaunu: jaunās informācijas iegaumēšana var aizņemt vairāk laika.
• Grūtības ar vairāku uzdevumu veikšanu: lēna apstrāde var apgrūtināt paralēlu uzdevumu apstrādi un plānošanu.
• Grūtības atcerēties vārdus un numurus: stratēģiskā atmiņa, kas palīdz iegaumēt vārdus un numurus, sāk samazināties 20 gadu laikā.
• Grūtības atcerēties tikšanās.

Lai gan daži pētījumi liecina, ka Vienai trešdaļai vecāku cilvēku ir grūtības ar deklaratīvo atmiņu (atmiņas par notikumiem vai notikumiem, kas ir uzglabāti un var tikt atgūti), citi pētījumi liecina, ka piektā daļa 70. gadu cilvēku veic kognitīvos testus, kā arī tos, kas ir 20 gadus veci.

Vispārējās izmaiņas, kas konstatētas smadzeņu novecošanas laikā, ietver:

• Smadzeņu masa. Kontrakcija frontālās daivas un hipokampā (apgabali, kas saistīti ar izcilu kognitīvo funkciju un jaunu atmiņu kodēšanu). Izmaiņas sākas ap 60 vai 70 gadiem.
• Kortikāla blīvums. Rieves ārējās virsmas retināšana sinaptisko savienojumu samazināšanās dēļ. Mazāk savienojumu var veicināt lēnāku kognitīvo apstrādi.
• Baltā viela. Baltās vielas sastāvā ir mielinizētas nervu šķiedras, kas sasmalcina traktus un pārraida nervu signālus starp smadzeņu šūnām. Tiek uzskatīts, ka mielīns samazinās līdz ar vecumu un rezultātā kavē apstrādi un samazina kognitīvo funkciju.
• Neirotransmiteru sistēmas. Pētnieki norāda, ka smadzenes izraisa mazāk ķīmisko vēstnešu ar novecošanu, un tieši šī dopamīna, acetilholīna, serotonīna un norepinefrīna aktivitātes samazināšanās var ietekmēt atmiņas un izziņas samazināšanos un depresijas palielināšanās.

Gēnu loma smadzeņu vecumā

Tagad, kad mēs zinām, kas notiek, kad smadzeņu vecums, atgriezīsimies pie pētījuma, ko mēs jau minējām sākumā, lai redzētu gēnu lomu šajā procesā. Acīmredzot, pēc pētnieku domām, Dbx2 gēns var izskaidrot smadzeņu novecošanos. 

Pētnieki salīdzināja ģenētiskās izmaiņas cilmes šūnās / cilmes šūnās (NSPC) vecajās pelēm (18 mēnešu vecumā) un jaunām pelēm (3 mēnešu vecumā). To darot, viņi identificēja vairāk nekā 250 gēnu, kas laika gaitā mainīja savu uzvedību, kas nozīmē, ka šie gēni var radīt norādīto šūnu darbības traucējumus..

Tiklīdz viņi sašaurināja meklēšanu līdz 250 gēniem, zinātnieki atzīmēja, ka palielinājās gēnu, ko dēvē par Dbx2, aktivitāte mainīja vecos NSPC. Viņi veica in vivo un in vitro testus, kas atklāja, ka palielināta aktivitāte šajā gēnā jaunajās NSPC padara tās izturas vairāk kā vecas cilmes šūnas. Palielināta Dbx2 aktivitāte neļāva NSPC augt vai vairoties, kā to dara jaunās šūnas.

Turklāt vecākajos NSPC pētnieki konstatētas izmaiņas epigenetiskajās zīmēs, kas var izskaidrot, kāpēc cilmes šūnas laika gaitā var pasliktināties. Ja mēs domājam par mūsu DNS kā alfabētu, epigenetiskās zīmes ir kā akcenti un pieturzīmes, jo viņi stāsta mūsu šūnas, ja viņiem vajadzētu lasīt gēnus un kā. Šajā pētījumā zinātnieki atklāja, kā šīs zīmes tiek novietotas atšķirīgi genomā, "stāstot" NSPC, ka tām vajadzētu augt lēnāk.

Ar šo pētījumu pētnieki to ir pierādījuši šīs izmaiņas var veicināt smadzeņu novecošanu, palēninot smadzeņu atjaunošanās procesu. Pētnieki cer, ka šie rezultāti kādu dienu novedīs pie novecošanās procesa maiņas. Saprotot, kā novecošana ietekmē smadzenes, vismaz pelēm pētnieki cer identificēt veidus, kā noteikt neirālo cilmes šūnu samazināšanos.

Alberta Einšteina smadzeņu neticamais stāsts Alberta Einšteina smadzeņu vēsture sākas dienā, kad Thomas Harvey nolemj to nozagt autopsijas laikā, pēc tam dīvaini kompānija atveras, lai uzzinātu par noslēpumainākajiem pasaules ģēnijiem. Lasīt vairāk "