Мозг на пенсии. Научный взгляд на преклонный возраст - Алеман Андре

Заключительное примечание: уменьшается не только объем мозга, но и его вес. В среднем, в возрасте от 50 до 80 лет мозг становится легче на 5–10 %. Борозды (извилины) коры головного мозга расширяются, в то время как гребни, содержащие серое вещество, становятся уже. Если клетки мозга не умирают в огромных количествах по мере того, как мы стареем, почему же уменьшаются объем и вес мозга? Вероятнее всего, это является результатом уменьшения отдельных клеток мозга. Некоторые дендриты отмирают, но это не касается нейронов и аксонов. Также уменьшается и количество синапсов, передающих сигналы между нейронами.

Уменьшение роста мозговых клеток

Ученые похожи на остальных людей: у них тоже бывают навязчивые идеи, от которых тяжело отказаться. Одной из таких идей в нейробиологии являлась вера в то, что зрелый мозг больше не производит новых клеток, что новые нейроны не появляются после того, как вы повзрослели, а только умирают. Люди настолько убедили себя в этом, что просто не обращали внимания на любые признаки появления новых клеток мозга. Однако в последние 20 лет доказательства нейрогенеза (роста новых нейронов) стали настолько весомыми, что их уже нельзя игнорировать. Нейрогенез происходит главным образом в гиппокампе, отвечающем за обучение и память. Тысячи нейронов ежедневно появляются в этой области, хотя надо признать, что большинство из них умирают в течение нескольких недель. Вероятность выживания нового нейрона связана с процессами обучения. Когда вы осваиваете что-то новое, будь то иностранный язык или игру на флейте, весьма вероятно, что некоторые новые клетки будут использованы для этого. Они облегчают изучение чего-либо нового.

Недавно появилась новая гипотеза, утверждающая, что старение мозга во многом вызывается уменьшением нейрогенеза. Есть ли доказательства данного неожиданного предположения? Есть несомненные доказательства того, что нейрогенез замедляется по мере старения мозга: он уменьшается на 80 %. Старый мозг также содержит меньшее количество стволовых клеток, способных превратиться в клетки любого типа. Вопрос в том, связано ли это с изменением умственных способностей. Такая связь была обнаружена в экспериментах с мышами. В одном исследовании вещества, вырабатывающиеся в телах старых мышей, впрыскивались молодым мышам, вызывая замедление нейрогенеза{4}. Как следствие, молодые мыши с большим трудом находили выход из лабиринта. Исследование факторов нашего тела, вызывающих нейрогенез, показало, что они же и повышают умственные способности пожилых людей. Таким образом, роль этих факторов не снизилась, но уменьшилось их число. Мы вернемся к этому позже.

Эффект PASA

Неспециалисту названия статей об исследованиях обычно кажутся сухими и скучными. Но иногда встречаются заголовки с долей юмора. Примером служит опубликованная в 2008 году статья исследовательской группы под руководством Роберто Кабесы: она называлась Que PASA? The posterior – anterior shift in aging («Задне-передний сдвиг при старении»). В испаноязычных странах слова que pasa почти обязательно используются при встрече. Их можно перевести вопросом «как дела?». Так как же обстоят дела с активностью мозга у пожилых людей? Как видно из заголовка статьи, эффектом PASA называется смещение зоны активности мозга при старении. У пожилых людей задняя часть мозга менее активна по сравнению с молодыми, в то время как передняя часть функционирует активнее. В последние 15 лет исследования с применением функциональной МРТ выявили изменения в активности мозга. Несколько опубликованных результатов касаются непосредственно эффекта PASA – смещения активности к передней части мозга у пожилых людей, хорошо справляющихся с заданиями. В одном из исследований группа людей в возрасте около 70 лет выполняла задание на память с использованием слов и тест на наблюдательность с применением рисунков. Это очень разные задания: первое главным образом задействует лобную и височную доли, а второе – затылочные области, находящиеся в задней части мозга. У пожилых людей было выявлено смещение активности к передней части мозга.

Но что это означает? Результаты нескольких исследований показывают, что мы имеем дело со своего рода компенсацией. Некоторые области мозга призваны скомпенсировать уменьшающиеся способности к выполнению заданий с использованием памяти, концентрации внимания и координации мыслей и действий. Исследования Кабесы с участием пожилых людей, проходящих тесты с использованием МРТ, продемонстрировали корреляцию между более заметным эффектом PASA и высокими результатами. Другими словами, передняя часть мозга, структура и функциональность которой наиболее сильно меняются при старении, должна задействовать все свои ресурсы для хорошей работы. Более интенсивное использование этой области помогает пожилым людям получить от мозга максимум возможного. Эти процессы происходят автоматически и бессознательно, но, возможно, тренировка умственных способностей должна их усилить.

PASA – не единственный ресурс, на который могут рассчитывать пожилые люди. Есть еще одно изменение, часто наблюдающееся у пожилой части населения, – уменьшение асимметрии активности мозга{5}. Здесь «асимметрия» означает, что одно полушарие мозга активнее другого. При выполнении языковых заданий, например, левая половина обычно активнее правой. Но при прослушивании, скажем, эмоциональной музыки у большинства более активной окажется правая половина[4]. Множество исследований выявило, что асимметрия уменьшается по мере старения, и такая двусторонняя активность происходит главным образом в лобной доле. Ученые показали, что у молодых людей при выполнении заданий на зрительное внимание больше используется правая половина мозга, в то время как у пожилых активны оба полушария. В свою очередь, при выполнении языковых заданий молодые люди чаще используют левое полушарие, а у пожилых правая сторона более активна по сравнению с левой. Является ли относительно равномерное использование полушарий также примером компенсации, или же разные части мозга становятся менее связаны со специфическими функциями и используются более общим образом? Если говорить о частных примерах, может ли область, задействованная у молодых людей для обработки языковой информации, отвечать за зрительное внимание у пожилых? Тогда меньшие области окажутся менее активны в специализированных задачах, но при этом будут распределять свою активность на весь мозг в целом.

Рис. 14. Пожилые люди используют правое и левое полушария более равномерно (см. стрелки). Правое полушарие отвечает за кратковременную память, а левое – за концентрацию внимания на зрительных стимулах (например, на картинках, появляющихся в разных местах экрана)

Результаты исследований указывают на существование компенсации: пожилые люди, чей мозг не демонстрировал тенденцию к двусторонней активности, показывали худшие результаты при выполнении заданий на внимательность по сравнению с теми, чей мозг свидетельствовал об уменьшении асимметрии. Одно исследование, в частности, предоставило очевидные свидетельства этого явления. На основе характера активности мозга при вспоминании ранее усвоенной информации испытуемых разделили на три группы. В первую группу вошли молодые люди, у которых преимущественно использовалась правая часть лобной коры. Во вторую – пожилые люди, демонстрирующие такой же тип активности. И в третью – пожилые люди, у которых правая половина лобной коры была менее активной (то есть те, у кого наблюдалось уменьшение асимметрии). Какая же из двух старших групп показала лучшие результаты? Вы наверняка ожидаете, что ей оказалась группа, где тип мозговой активности совпадал с типом активности у молодых людей. Но это не так. Группа пожилых людей с уменьшенной асимметрией продемонстрировала лучшие результаты. И это является существенным доказательством того, что уменьшение асимметрии – один из видов компенсации. Для исследования компенсации необходимо больше экспериментов, но представляется вполне вероятным, что она заключается в реорганизации нейронной сети таким образом, что части мозга начинают лучше взаимодействовать друг с другом.