Возрастные переломы в работе мозга – ученые указали рубежи в 24 и после 60 лет

Исследователи обнаружили два заметных возрастных рубежа, когда особенно сильно меняется клеточная и молекулярная организация префронтальной коры человеческого мозга. Первый приходится примерно на 24 года, второй связан с периодом после 60 лет. Такие выводы представлены в исследовании, в журнале Nature. Ученые изучили более 1,3 млн клеточных ядер из образцов мозга 284 неврологически здоровых людей в возрасте от рождения до 97 лет, сообщает life.ru.

Работа посвящена дорсолатеральной префронтальной коре — зоне мозга, участвующей в сложных когнитивных процессах, включая планирование, принятие решений и регуляцию поведения и эмоций. Исследователи использовали метод одноклеточного секвенирования РНК, позволяющий оценивать активность генов непосредственно в отдельных клеточных ядрах.

Возрастные переломы в работе мозга – что происходит после 24 лет

После обработки материала в итоговый массив вошли 1 307 674 клеточных транскриптома. Они были распределены по 8 основным классам клеток, включая возбуждающие и тормозные нейроны, астроциты, иммунные клетки, эндотелиальные клетки, олигодендроциты и клетки-предшественники олигодендроцитов. Всего ученые выделили 27 подклассов и 65 типов клеток.

Читайте по теме: не только мозг: ученые выяснили, как кишечник помогает нам запоминать окружающий мир

Картина изменений оказалась нелинейной. Авторы выделили три крупных периода: активную перестройку мозга в процессе развития, относительную стабильность в зрелом возрасте и новую волну молекулярных изменений в поздние годы жизни. Особенно интересным оказался возраст около 24 лет. После этой отметки темпы изменений клеточного состава дорсолатеральной префронтальной коры резко снижаются. Иными словами, примерно к этому периоду заканчивается наиболее интенсивная фаза перестройки клеточной организации исследованной области мозга. При этом речь не идет о внезапном прекращении развития мозга ровно в день 24-летия: исследователи описывают статистическую точку перехода в возрастной траектории.

Перелом в работе мозга после 60 лет – что выяснили ученые

Второй заметный период начинается в пожилом возрасте. После 60 лет ученые зафиксировали повторную активизацию ряда молекулярных программ, причем особенно выраженными изменения оказались в глиальных клетках. К ним относятся клетки, выполняющие поддерживающие, защитные и иммунные функции в нервной системе. В позднем возрасте в них усиливаются программы, связанные с иммунной активацией и реакцией на стресс. Одновременно меняется работа генов, участвующих в регулировании циркадных ритмов — внутренних биологических часов организма.

Связь с циркадными механизмами представляет отдельный интерес. Более ранние исследования человеческой префронтальной коры также показывали, что с возрастом меняется ритмичность активности большого количества генов. В исследовании 146 человек ученые обнаружили 235 генов с устойчивой циркадной активностью и более 1 000 генов, у которых характер таких ритмов менялся в зависимости от возраста. Это указывает на то, что старение мозга затрагивает не только состав клеток, но и суточную организацию их работы.

Возрастные изменения мозга – что происходит с клетками и генами

Авторы новой работы также обнаружили пересечения некоторых поздневозрастных молекулярных программ с генетическими механизмами, связанными с нейродегенеративными заболеваниями. В частности, полученные данные помогают лучше понять, почему старение считается одним из ключевых факторов риска болезни Альцгеймера. Другие исследования Nature уже показывали наличие специфических популяций глиальных и нейрональных клеток, связанных с патологическими процессами при этом заболевании.

При этом исследование не дает оснований считать 24 или 60 лет универсальными точками, в которые мозг человека одномоментно меняет состояние. Ученые изучали молекулярные и клеточные процессы в конкретной области коры, причем материал был получен посмертно. Результаты описывают статистические закономерности старения и развития, а не позволяют определить по одному возрасту состояние памяти, интеллекта или других индивидуальных когнитивных способностей.

Ранее на сайте «Пронедра» писали, как сохранить и улучшить память в любом возрасте: шесть привычек, которые помогают мозгу работать лучше