Човешкият мозък „превключва на нова скорост“ два пъти в рамките на живота ни – веднъж на около 24 години и отново след 60-годишна възраст. Това сочат резултатите от мащабно ново изследване, отбелязват от Daily Mail. Учени са анализирали над 1,3 милиона мозъчни клетки от донори на възраст от ранно детство до 97 години, за да картографират префронталния кортекс. Това е регионът, отговорен за вземането на решения и формирането на спомени.

Те откриват, че мозъкът преминава през две основни организационни промени. Първата настъпва около 24-годишна възраст, когато той достига зрялост, а втората е на 60 години, когато ефектите от стареенето стават по-осезаеми.

„Този атлас предоставя съществена отправна точка за разбирането на здравословното стареене на мозъка на молекулярно ниво“, коментира съавторът на изследването д-р Киран Гирдхар от Медицинския факултет „Айкан“ към болница „Маунт Синай“ в Ню Йорк.

Трите етапа на мозъка

Изследователите установяват, че през детството и юношеството комбинацията от различни видове клетки се променя бързо, докато мозъкът изгражда нови връзки и се реорганизира. Те обаче откриват „неочаквана повратна точка“ около 24-годишна възраст, когато темпът на промяна внезапно спада. От този момент нататък префронталният кортекс се характеризира с относителна стабилност, която продължава до навършването на 60 години.

След 60-годишна възраст мозъкът отново се променя, а клетките, отговорни за поддържането и защитата му, стават значително по-активни.

0–24 години: Бързо клетъчно премоделиране по време на ранното развитие. Пропорциите на клетъчните типове се променят динамично с формирането на нови връзки.

24–60 години: Период на относителна стабилност. Структурата на мозъка остава предимно непроменена, а клетъчната активност се установява в 24-часов график.

След 60 години: Настъпват молекулярни промени на ниво отделни клетки, тъй като ефектите от стареенето стават по-изразени. Клетките са по-активни в поправянето на щети и поддържането на мозъка.

Какво се случва на молекулярно ниво?

Резултатите са част от амбициозния проект PsychAD, чиято цел е да създаде безпрецедентно подробна карта на човешкия мозък. За целта учените са анализирали клетки от близо 1500 дарени мозъка, търсейки клетка по клетка фините признаци на стареене и болести.

В конкретното проучване изследователите са разгледали гените в различни мозъчни клетки, взети от хора в различни етапи от живота. Чрез анализ на РНК те са успели да видят кои гени са активни и да разберат какво правят клетките в различните периоди от живота ни.Това разкрива не само промени в структурата, но и мащабни изменения във функцията на мозъка, особено по отношение на вътрешния му часовник. При младите хора нервните клетки, свързани с планирането, паметта и решенията, следват ясен 24-часов график. Тези ключови клетки са предвидимо по-активни в различни части на деня и нощта, но този модел започва да се нарушава след 60-годишна възраст.

„При младите и хората на средна възраст невроните показват строго координирани 24-часови ритми, управлявани от основните гени на циркадния часовник. След 60-годишна възраст тези невронни ритми до голяма степен изчезват, докато имунните клетки на мозъка придобиват нова ритмична активност, свързана с клетъчен стрес и възпаление. Мозъкът не просто спира да отчита времето, а променя това, което отчита“, обяснява д-р Гирдхар.

Изследователите установяват, че имунните клетки на мозъка и клетките, които изолират нервните влакна, стават по-активни вечер в справянето с увредени протеини, чието натрупване може да доведе до заболявания. „Тази информация ще помогне на учените да определят кога и къде болестните процеси започват да се отклоняват от нормалната биология“, добавя д-р Гирдхар.

Това проучване е едно от девет нови изследвания, публикувани в рамките на проекта PsychAD, които картографират префронталния кортекс и прогресията на заболявания като Алцхаймер, Паркинсон, шизофрения и биполярно разстройство.

Ново изследване може да обясни защо някои хора, страдащи от болестта на Алцхаймер, успяват да запазят умствените си способности, въпреки че в мозъка им има ясни признаци на заболяването.

Установено е, че при някои пациенти с високи нива на токсичния протеин тау – ключов индикатор за болестта – се наблюдават различия във функционирането на нервните и защитните клетки при стрес.

ПО ЖЕНСКИ

Автор Елена Ангелова

Човешкият мозък – най-хитрият мошеник. Как да се измъкваме от коварните му капани?

Автор Елена Ангелова

Смята се, че именно тези различия биха могли да помогнат на ключови нервни клетки да оцелеят след уврежданията. Това потенциално разкрива защо някои хора са по-устойчиви на Алцхаймер от други.

Водещият автор на изследването, професор Панос Русос от Медицинския факултет „Айкан“ към болница „Маунт Синай“, коментира: „Тези изключително сложни мозъчни разстройства представляват огромна тежест за общественото здраве, а ние все още имаме ограничени познания за молекулярните механизми, които стоят зад симптомите, прогресията и устойчивостта.“

„Чрез картографиране на общи и специфични клетъчни програми при болестта на Алцхаймер, свързаните с нея деменции и психиатрични разстройства, PsychAD създава рамка за преминаване отвъд традиционните диагностични граници към прецизни подходи за откриване на цели, разработване на биомаркери и приоритизиране на терапии“, добавя той.