مغز انسان سالخورده

شیوع اختلالات نورودژنراتیو طی چند دهه گذشته به دلایل متعددی افزایش یافته است. سن یک عامل خطر اصلی است. با این حال، افزایش نرخ این اختلالات نیز با اختلال شناختی در غیاب تخریب آشکار عصبی مرتبط است.

یک جدید مرزها در علوم اعصاب انسانی مقاله مروری تغییراتی را در سطوح مولکولی و سلولی و همچنین در شبکه عصبی توصیف می‌کند که باعث پیری مغز در افراد مسن سالم می‌شود.

مطالعه: افق در علوم اعصاب پیری انسان: از پیری عصبی طبیعی تا چابکی ذهنی (Fr) اعتبار تصویر: Naeblys / Shutterstock.com

مقدمه

اختلالات نورودژنراتیو مانند بیماری آلزایمر، بیماری پارکینسون و سکته مغزی در بین افراد بالای 55 سال شایع‌تر است. افزایش سن یک عامل خطر اصلی برای کاهش چابکی و قدرت ذهنی و همچنین کاهش شناختی مرتبط با سن در افراد دارای پیری ظاهرا طبیعی است. مغزها

هدف از مطالعه حاضر توسط محققان دانشگاه آمستردام، تشخیص پیری طبیعی از پیری عصبی با استفاده از هر دو نشانگر عصبی زیستی و عصبی روانشناختی است. در سالمندی طبیعی، افراد مسن همچنان از رفاه ذهنی لذت می برند، حتی اگر برخی از عملکردهای فیزیکی و شناختی خود را از دست بدهند. برعکس، با پیری عصبی، توانایی و شایستگی عملکردی که برای بهزیستی ذهنی ضروری است، با موفقیت توسعه نمی‌یابد یا حفظ نمی‌شود.

دهه کنونی توسط سازمان جهانی بهداشت (WHO) به عنوان «دهه پیری سالم» نامیده شده است، بنابراین نشان‌دهنده ارزش زیادی برای محافظت از سلامت جسمی و روانی سالمندان است. با توجه به اینکه امروزه بیش از 25 درصد از جمعیت غربی را افراد بالای 65 سال تشکیل می دهند، این موضوع حتی مهم تر است.

چرا مغز انسان پیر می شود

بدن طبیعی شامل طیف گسترده ای از مکانیسم های سلولی و مولکولی است که مسئول تضمین بقا در کوتاه مدت هستند، از جمله انتخاب تولید مثل به جای طول عمر. با انباشته شدن صدمات بیشتر، این مکانیسم‌ها به تدریج بی‌نظم می‌شوند و در نتیجه به انحطاط عملکردی اجازه می‌دهند.

تخصصی ترین سلول های بدن نورون ها هستند. با این حال، این سلول ها با افزایش خطر انحطاط با افزایش سن همراه هستند که برای محدود کردن هزینه های انرژی ترمیم و حفظ نورون ها فراتر از یک نقطه آسیب خاص وجود دارد. به عنوان مثال، آسیب DNA انباشته شده می تواند باعث ایجاد خطا در رونویسی و ترجمه پروتئین ها شود تا سلول های آسیب دیده در صورت لزوم بمیرند.

مغز یک پیوند حیاتی بین چالش های بیرونی و درونی به وضعیت ارگانیسم است. علاوه بر این، مغز به عنوان یک “هماهنگ کننده اصلی اقدامات” عمل می کند که می تواند به حالات مطلوب دست یابد و در عین حال از موارد نامطلوب اجتناب کند.

مغز همچنین مسئول حافظه، تصمیم گیری، انتخاب ادراک-عمل، برنامه ریزی و حفظ تعادل بین بهره برداری و اکتشاف، حفظ رفتارهای مبتنی بر قانون از طریق انعطاف پذیری و همچنین سرعت و دقت پاسخ ها است. در مجموع، این دو عملکرد مغز ارتباط بین خطاهای عملکرد و ساختار مغز و اختلال عملکرد ذهنی را نشان می دهند.

نشانگرهای پیری عصبی

عوامل متعددی در پیری عصبی نقش دارند.

به عنوان مثال، میتوکندری ها در درجه اول مسئول هموستاز انرژی در سطح سلولی هستند. بنابراین، اختلال عملکرد این اندامک بر طیف وسیعی از فرآیندهای متابولیکی که شامل گلوکز، یون‌های کلسیم، آنزیم‌های کلیدی و مولکول‌ها و همچنین مکانیسم‌های آنتی‌اکسیدانی برای کاهش اثرات استرس اکسیداتیو، آسیب DNA، و غیرفعال‌سازی گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) می‌شود، تأثیر می‌گذارد. ).

متابولیت های غیر طبیعی و همچنین پروتئین های ناکارآمد و میتوکندری ها می توانند در نورون ها تجمع کنند. این در نتیجه عدم تعادل بین استرس اکسیداتیو و دفاع آنتی اکسیدانی و همچنین اختلال در سیستم دفع زباله به دلیل لیزوزوم ها و پروتئازوم های قدیمی رخ می دهد.

میکروگلیا اغلب با افزایش سن، واکنش های آسیب مغزی ضعیف و کندتر نشان می دهد. التهاب، که یک حالت مزمن التهاب خفیف همراه با پیری نورون هاست، جنبه دیگری از پیری عصبی است.

این جنبه‌های مختلف پیری باعث می‌شود که نورون‌ها نسبت به اختلالات عملکردی حساس‌تر شوند در حالی که دفاع عصبی به طور همزمان ضعیف می‌شوند. تغییرات شناختی و عملکردی ناشی از آن بین افراد بسته به چالش‌های خاص ناشی از محیط و ظرفیت سیستم‌های دفاعی آنها متفاوت است.

تغییرات عصبی در مقابل شبکه

پیری عصبی همچنین شامل پیری نورون‌ها، فرسودگی سلول‌های بنیادی، و همچنین تغییرات در ویژگی‌های عصبی، از جمله یکپارچگی، فعالیت، شکل‌پذیری و ارتباط آنها می‌شود. شبکه های عصبی نیز با افزایش سن فعالیت غیرطبیعی و ارتباطات تغییر یافته را نشان می دهند.

بسیاری از انتقال دهنده های عصبی با کاهش متناظر در نوروپلاستیسیته، سطوح رو به کاهش را نشان می دهند. تقویت طولانی مدت (LTP) کاهش می یابد، در حالی که افسردگی طولانی مدت (LTD) انتقال عصبی افزایش می یابد.

در هیپوکامپ، چنین از دست دادن انعطاف پذیری، به ویژه با استرس، زوال شناختی مرتبط با سن را تسریع می کند. در همین حال، مناطقی مانند شبکه حالت پیش‌فرض (DMN) که در طول کارهای خاص سرکوب می‌شوند، از چنین غیرفعال‌سازی در مغز پیر می‌گریزند.

به طور همزمان، قشر جلوی مغز در حین انجام وظایف فعال تر می شود، که پدیده ای است که به عنوان استخدام جبرانی شناخته می شود که به ویژه در معرض آسیب است.

این الگو با تغییرات رفتاری مانند افزایش رفتارهای استثمارگرانه نسبت به رفتارهای اکتشافی با افزایش سن مرتبط است. به طور کلی، اختلال عملکرد عصبی با اختلال در انعطاف پذیری عصبی مرتبط است، که ارتباطی بین نارسایی های عصبی فردی و شبکه عصبی در پیری ایجاد می کند.

آیا می توان از پیری عصبی جلوگیری کرد؟

دانشمندان مطالعه حاضر همچنین اثرات امیدوارکننده ضد پیری عصبی چندین مداخله با هدف عادی سازی پارامترهای متابولیک در سالمندان را بررسی کردند. اینها شامل محدودیت کالری و ورزش است و همچنین می تواند شامل رسیدگی به سایر عوامل خطر مانند کاهش استرس و بهبود خواب و همچنین افزایش کیفیت میکروبیوم روده باشد.

رژیم غذایی غنی از آنتی اکسیدان ها و چربی های مفید ممکن است از آسیب های انباشته شده محافظت کند، در حالی که رژیم های غذایی سرشار از قند و چربی اشباع شده ممکن است این آسیب را تشدید کند. به نظر می رسد روزه داری متناوب با افزایش بیوژنز میتوکندری های عصبی و کاهش تأثیر استرس اکسیداتیو بر روی این اندامک ها، چنین آسیبی را در حیوانات آزمایشگاهی بهبود می بخشد. رژیم غذایی که میکروبیوم روده سالم را ترویج می کند می تواند به حفظ سلامت نورون ها نیز کمک کند.

محدودیت کالری و ورزش از طریق مسیرهای مختلف برای بهبود ریکاوری نورون ها در طول استراحت و خواب و همچنین افزایش انعطاف پذیری عصبی و مقاومت در برابر استرس عمل می کند. تحقیقات قبلی در انسان نشان داده است که ورزش ساختار و عملکرد هیپوکامپ را بهبود می بخشد و در عین حال اختلالات شناختی را نیز کاهش می دهد.

خواب به روش های مختلفی از مغز در برابر تخریب عصبی محافظت می کند، به ویژه در هیپوکامپ. برای این منظور، خواب ترمیم نورون ها و پاسخ های ایمنی را افزایش می دهد و به طور همزمان مواد زائد مانند پلاک های آمیلوئید را از بین می برد.

استرس، تنهایی و التهاب ارتباط نزدیکی با هم دارند و ممکن است با اقدامات مناسب برای کاهش استرس کاهش یابند.

فعالیت‌های داوطلبانه ارتباط اجتماعی و همچنین انعطاف‌پذیری شناختی و افزایش فعال‌سازی قشر جلوی مغز را افزایش می‌دهند.

مداخلات دارویی نیز در حیوانات آزمایشگاهی، با عوامل خاصی مانند ارگوتیونئین که به عنوان مکمل تایید شده اند، توصیف شده است. شاید این داروها ممکن است میزان زوال شناختی را کاهش دهند. با این حال، تحقیقات بیشتری مورد نیاز است.

در همین حال، یادگیری مهارت های جدید باعث افزایش اندازه هیپوکامپ می شود. با این حال، تأثیر آن بر شناخت عمومی بحث برانگیز است و باید بیشتر مورد مطالعه قرار گیرد.

نتیجه گیری

تغییرات بیولوژیکی و مولکولی متعدد با پیری عصبی مرتبط است. اینها شامل تغییرات متابولیک، استرس اکسیداتیو، آسیب DNA، التهاب و اختلال در تنظیم کلسیم است. این فرآیندها یک شبکه به هم مرتبط را تشکیل می دهند که باعث کاهش انعطاف پذیری مغز و کاهش متناظر در عملکرد شناختی می شود.

اختلال عملکرد میتوکندری، زمانی که از یک آستانه خاص فراتر رود، ممکن است شروع به کاهش کند، و سپس سایر علائم پیری عصبی را در “سقوط” خود به همراه داشته باشد، بنابراین آبشاری ایجاد می کند که ممکن است در برخی مواقع باعث کاهش عملکردهای شناختی پشتیبانی شود. توسط گروه ها و شبکه های عصبی“

محققان پیشنهاد می کنند که مدل آبشار میتوکندری بیماری آلزایمر ممکن است برای پیری طبیعی نیز کاربرد داشته باشد.

مکانیسم اساسی که توسط آن پیری عصبی رخ می دهد را نمی توان با یک عامل عصبی زیستی توضیح داد. در عوض، به نظر می‌رسد که این عوامل به هم پیوسته بر یکدیگر تأثیر می‌گذارند.

ما حدس می زنیم که کاهش در یکی از نشانه های پیری عصبی ممکن است باعث کاهش در زیرسیستم های دیگر شود، در غیر این صورت تا کنون پایدار، در نتیجه آبشاری ایجاد می کند که ممکن است در برخی مواقع باعث کاهش عملکردهای شناختی و رفاه ذهنی شود.“

تحقیقات بیشتری برای درک شبکه کلی تغییرات مرتبط با پیری در همه سطوح مورد نیاز است. مطالعات آتی نیز باید به منظور ارائه حمایت از مداخلاتی باشد که می‌تواند از وقوع این تغییرات جلوگیری کند و در نتیجه کاهش شناختی را بهبود بخشد و در عین حال شکنندگی ذهنی مرتبط با افزایش سن را افزایش دهد.