Исследование суперэйджеров показывает, как стареющий мозг поддерживает хорошую память

В новом уникальном исследовании с помощью визуализации сравнивалась активность мозга суперэйджеров, изучающих новую информацию, с мозгом молодых людей, выполняющих ту же задачу. Результаты подчеркивают, как именно некоторые пожилые люди могут поддерживать хорошую функцию памяти, и направляют исследователей на области мозга, которые можно стимулировать для улучшения памяти у стареющих людей.

Суперэйджеры — это те пожилые люди, которые сохраняют юношеские когнитивные функции даже в старшем возрасте (80 лет и более). Несколько лет назад Александра Туротоглу из Массачусетской больницы общего профиля (MGH) определила местную когорту суперэйджеров с исключительной памятью. С тех пор группа исследователей MGH опубликовала несколько работ, посвященных тому, что отличает мозг суперэйджера от обычного мозга пожилых людей.

«Используя МРТ, мы обнаружили, что структура мозга суперэйджеров и возможности взаимодействия их нейронных сетей больше напоминают мозг молодых людей; они избежали атрофии мозга, обычно наблюдаемой у пожилых людей», — говорит Александра Туротоглу о предыдущих результатах визуализации.

В новом исследовании использовался несколько иной подход. Используя функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ), исследователи изучали активность мозга суперэйджеров, когда они активно изучали, а затем вспоминали новую информацию.

Им впервые была представлена ​​серия картинок, соединенных словами. Эта задача «кодирования» позволила исследователям отслеживать, как мозг обрабатывает то, что видит. Затем, через 10 минут, участникам были представлены другие пары «изображение-слово», и им было предложено определить, какие пары были новыми, а какие они видели ранее.

«В зрительной коре есть популяции нейронов, которые выборочно участвуют в обработке различных категорий изображений, таких как лица, дома или сцены», — объясняет ведущий автор Юта Кацуми.

«Эта избирательная функция каждой группы нейронов делает их более эффективными при обработке того, что вы видите, и создании отдельной памяти об этих изображениях, которые затем можно легко восстановить».

Этот механизм известен как нейронная дифференциация. Некоторые наборы нейронов специально сосредоточены на лицах, например, в то время как другие могут сосредоточиться на идентификации предметов домашнего обихода. По мере того, как мы стареем, специфичность этого механизма уменьшается, а это означает, что те конкретные популяции нейронов, которые раньше активировались только в ответ на одну категорию изображений, теперь реагируют на другие категории.

Предполагается, что именно это снижение нейронной дифференциации является одним из факторов, лежащих в основе снижения памяти, связанного с возрастом. Наши модели нейронной активации для конкретных сценариев становятся менее различимыми, что затрудняет вспоминание воспоминаний.

Группа из 41 молодого человека выполнила ту же задачу, и исследователи сравнили активность мозга двух групп. Сосредоточившись конкретно на активности зрительной коры, ученые обнаружили, что суперэйджеры проявляли юношескую нервную активность, особенно в «веретенообразной извилине и парагиппокампальной извилине при просмотре визуальных стимулов, принадлежащих к разным категориям». Эта мозговая активность была похожа на то, что они обнаружили в когорте 25-летних.

«Суперэйджеры поддерживали такой же высокий уровень нейронной дифференциации или избирательности, что и молодые люди», — добавляет Юта Кацуми. «Их мозг позволял им создавать четкие представления различных категорий визуальной информации, чтобы они могли точно запоминать пары изображение-слово».

Хотя эти идеи о мозге суперэйджеров, безусловно, увлекательны, они также предлагают исследователям ключи к разгадке способов улучшения когнитивных функций у обычных пожилых людей. В новом исследовании отмечается, что этот конкретный механизм обработки сенсорной коры головного мозга можно обучить, поэтому возможно применение определенных вмешательств для поддержания нейронной дифференциации и памяти.

Также проводятся клинические испытания, в ходе которых проверяется, может ли таргетированная неинвазивная электромагнитная стимуляция активировать определенные части мозга и улучшить память у пожилых людей.

Новое исследование было опубликовано в журнале Cerebral Cortex.