Nature: одна из важнейших систем головного мозга практически не стареет

Фото из открытых источников

Старение мозга оказывает гораздо большее влияние на некоторые психические системы, чем на другие, при этом одна из основных нейронных сетей остается на удивление стабильной в более позднем возрасте. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.

Старение может негативно сказаться на памяти, концентрации внимания и некоторых аспектах речи. Имена забываются, и цепочку мыслей становится все труднее удерживать. Сосредоточиться на одной задаче, отключившись от десяти других, требует больше усилий, чем раньше.

Исключением является язык. Новое исследование, основанное на сканировании мозга, показало, что части мозга, специализирующиеся на понимании и воспроизведении речи, у пожилых людей продолжают работать практически так же, как и у молодых. Система, отвечающая за внимание, принятие решений и многозадачность, справляется с этим гораздо хуже.

Исследовательская группа работала в Институте исследований мозга Макговерна при Массачусетском технологическом институте и Бостонском университете. Они провели сканирование 64 добровольцев в возрасте от 41 до 80 лет, средний возраст которых составлял около 60 лет. Исследователи сравнили эти снимки со снимками 483 человек в возрасте от 17 до 39 лет, средний возраст которых составлял около 24 лет.

Все выполнили два коротких задания. В одном из них участники читали предложения и последовательности бессмысленного текста, по одному слову за раз, чтобы найти точки, отвечающие за активацию речи. В другом задании людям предлагалось запомнить расположение квадратов в сетке: четыре в простом раунде и восемь в сложном, чтобы найти точки, которые активируются при умственном напряжении.

«В языковой сети мы не обнаружили никаких различий между старшими и младшими группами», — сказала соавтор исследования Энн Биллот из Бостонского университета.

Исследователи называют вторую систему сетью множественных требований. Она отвечает за внимание, принятие решений и одновременное удержание в памяти нескольких вещей. В данном случае она показала совершенно иную картину. В старшей возрастной группе характер активности во время выполнения задания с сеткой был менее типичным и в большей степени варьировался от человека к человеку.

Активная зона была меньше и ослабевала именно по мере усложнения задачи. Регионы внутри этой сети были также менее тесно связаны друг с другом, как в состоянии покоя, так и во время прослушивания людьми записанного рассказа.

Это согласуется с другими исследованиями старения и рабочей памяти, которые указывают скорее на трудности с фильтрацией лишней информации, чем на проблемы с удержанием фактов в памяти. В ходе отдельных исследований было установлено, что некоторые из этих изменений начинаются в среднем возрасте, задолго до возрастного диапазона, изученного в данном исследовании.

«У пожилых людей снизилась синхронизация сети, уменьшилась степень активации, а также снизилась интенсивность активации», — добавила Биллот.

В случае с языком наблюдалась обратная закономерность. Размер и форма активной области, то, какая сторона мозга выполняла работу, и насколько тесно были связаны между собой эти области, — все это выглядело практически одинаково в обеих группах. Если уж говорить об этом, то у пожилых людей наблюдалась несколько более сильная реакция на предложения, в основном в одном небольшом участке в задней части языковых областей.

Часть старшей группы также прослушала записанный рассказ в сканере. Их языковые области реагировали сильнее, когда слово было редким или трудноугадываемым из контекста, — та же закономерность, которая годами наблюдалась у юных слушателей. Впоследствии они в среднем в 97% случаев правильно отвечали на вопросы по рассказу.

Эти две системы также оставались различными. Даже в самых старых исследованных мозгах языковые области и области множественных потребностей не сливались воедино, как предполагали некоторые ученые с возрастом. Подобная устойчивость также изучалась в мозге билингвов, и некоторые исследования связывают её с более здоровым когнитивным старением.

Эвелина Федоренко из Массачусетского технологического института и один из ведущих авторов исследования, отметила, что полученные результаты подтверждают данные, ранее полученные в ее лаборатории на молодых взрослых.

«Ранее мы использовали аналогичные материалы, чтобы показать, что молодые люди проявляют сильную чувствительность к этим языковым трудностям: активность в языковых областях возрастает», — сказала Федоренко. «Здесь мы обнаружили, что у пожилых людей также наблюдается эта чувствительность, что говорит о том, что в их способах обработки языка нет принципиальной разницы».

Одна из причин, по которой язык может так хорошо сохраняться или даже немного выходить вперед, заключается в том, что его функция постоянно расширяется, а не сужается.

Согласно данным Национального института по проблемам старения, словарный запас часто продолжает расширяться вплоть до преклонного возраста, даже когда другие умственные способности ухудшаются.

В этом отношении словарный запас не одинок: некоторые умственные способности с возрастом улучшаются, а другие — ухудшаются.

«Словарный запас постоянно расширяется с тех пор, как люди начали проводить измерения, и это вполне логично», — отметил Федоренко. «Люди все чаще сталкиваются с новым языком, а люди старшего возраста иногда начинают больше читать, что дает им дополнительный импульс — это как большая языковая модель, обученная на все большем объеме данных».

Часть старшей группы выполняла задание по чтению рассказа, поэтому показатели понимания и сложности слов основаны на меньшей выборке, чем основные сравнительные данные. Никто не проверял, насколько хорошо люди импровизируют или пишут самостоятельно, а только то, как их мозг реагирует при чтении или прослушивании.

В этом в остальном аккуратном разделении была одна небольшая загвоздка. В состоянии покоя две нейронные сети были связаны друг с другом несколько сильнее в мозге пожилых людей, чем в мозге молодых. Этот небольшой рост исчез, как только люди действительно начали слушать историю, опровергая идею о том, что две сети все чаще сотрудничают, чтобы компенсировать старение.

«Сеть множественного спроса — это другая система в том смысле, что в ней знания не накапливаются с течением времени», — сказала Федоренко. «Это скорее гибкий ресурс, который можно использовать самыми разными способами. И почему-то именно он наиболее уязвим к старению. Почему оно так уязвимо — это очень хороший вопрос».

Ответить на этот вопрос, скорее всего, придётся, отслеживая одних и тех же людей годами, а не сравнивая две возрастные группы один раз, чтобы точно определить, когда система, созданная для всего, начинает терять свои позиции.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний