Някои области на мозъка поддържат младежката свързаност в процеса на стареене

Ново изследване открива, че някои региони на мозъка поддържат способността да създават нови връзки дълго след като мозъкът спре да расте.

Тази способност да запазим „детска“ способност в зряла възраст потенциално допринася за способността ни да усвояваме нови умения и да формираме нови спомени с напредването на възрастта.

Изследователи от Медицинския факултет на Вашингтонския университет в Сейнт Луис и Института за мозъчни науки Алън в Сиатъл стигнаха до новите открития чрез сравняване на нивата на генна активност в различни региони на мозъка.

Те идентифицираха мозъчни региони за възрастни, където гените, свързани с изграждането на нови връзки между клетките, имат по-високи нива на активност. Същите гени също са силно активни в младите мозъци, така че изследователите наричат ​​този модел на генна активност „детски“.

„Вече знаехме, че мозъкът на възрастния човек обикновено има по-голяма активност сред тези гени в сравнение с други тясно свързани видове, включително шимпанзета и маймуни“, казва първият автор Ману С. Гоял, доктор по медицина.

„Новите ни резултати свързват тази дейност с форма на производство на енергия, за която е известно, че е полезна за изграждането на биологични структури, като новите клонове на нервните клетки, необходими за добавяне на връзки в мозъка.“

Учените вярват, че новите връзки между мозъчните клетки помагат да се кодират нови спомени и умения дълго след като мозъкът спре да расте.

Изследването е публикувано в списанието Клетъчен метаболизъм.

Преди няколко години старшият автор Маркус Райчл разследваше ненаситното потребление на захар и кислород в мозъка, за да произвежда енергия и да активира други функции, когато забеляза, че няколко области на мозъка консумират захар с изключително високи темпове.

По-късно той и колегите му показаха, че това е така, защото тези региони бяха активно ангажирани в алтернативен процес на производство на енергия, наречен аеробна гликолиза.

„Аеробната гликолиза е формата на консумация на захар, благоприятствана от раковите клетки и други бързо растящи клетки“, каза Гоял.

„Това ни накара да се замислим дали мозъчните области, които използват аеробна гликолиза, са били и тези, които са имали най-детска генна активност, а именно тези, които помагат за формирането на нови връзки на мозъчните клетки.“

За новото проучване Raichle си сътрудничи с д-р Майкъл Хаврилич и създава мозъчния атлас на Алън за човешки мозък, база данни, подробно описваща активността на гените в различни части на мозъка и от хора от различни възрасти.

Когато изследователите използваха атласа, за да разгледат генната активност в мозъчните региони с високи нива на аеробна гликолиза, те откриха, че тези региони имат по-детска генна активност от други мозъчни региони.

Те също така идентифицират над 100 гена, които постоянно са били по-активни в тези региони, отколкото в други.

Като част от проучването Гоял също анализира данни от по-ранни изследвания на други учени, за да покаже, че има по-голяма аеробна гликолиза в целия мозък при малки деца.

"В мозъка на възрастни аеробната гликолиза представлява около 10 до 12 процента от общата консумация на захар", каза той.

„При малки деца аеробната гликолиза представлява 30 до 40 процента от общата употреба на захар.“

Аеробната гликолиза е по-малко ефективна за производството на енергия от окислителната гликолиза, алтернативният метод, който използва кислород и захар. Но учените смятат, че първата е по-добър източник на енергия за бърз растеж.

„Дори при възрастни има части от мозъка, които все още се променят бързо и се адаптират и затова вероятно аеробната гликолиза продължава да се използва в мозъка на възрастните“, каза Гоял.

Сега изследователите изучават дали проблемите в специфични мозъчни клетки, които използват аеробна гликолиза, допринасят за проблеми с невроразвитието като аутизъм или умствена изостаналост или за невродегенеративни разстройства като болестта на Алцхаймер.

„Способността да се поддържат метаболитните нужди на мозъчните клетки на възрастни за създаване на нови връзки един ден може да бъде важна за лечение на мозъчни наранявания и невродегенеративни разстройства“, обясни Гоял. „Предстои ни много работа, но това е интригуващо прозрение.“

Източник: Вашингтонски университет - Сейнт Луис