Исследование нематод, проведенное учеными из Университета Нагоя в Японии, показало, что связанное со старением снижение функций мозга вызвано чрезмерной активацией определенных нейронов с течением времени, а не снижением активности нейронов. Этот вывод, опубликованный в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, позволяет предположить, что меры, направленные на снижение гиперактивации нейронов, такие как изменение рациона питания, потенциально могут смягчить возрастное снижение когнитивных способностей.
Правильная работа мозга происходит, когда большое количество нейронов связано друг с другом и работает соответствующим образом. В этом смысле ухудшение работы мозга с возрастом обычно объясняется снижением активности нейронов с течением времени. Однако у людей некоторые типы нейронов с возрастом становятся гиперактивными. Исследовательская группа под руководством доцента Кентаро Нома из Университета Нагои провела эксперименты на нематодах, чтобы определить причинно-следственные связи между гиперактивацией нейронов и снижением функции мозга с возрастом.
“В этом исследовании мы использовали нематоду Caenorhabditis elegans, длина которой составляет всего один миллиметр, а продолжительность жизни - всего две недели. Нематоды демонстрируют разнообразное поведение с помощью своих 302 нейронов. У C. elegans много общих генов и механизмов с человеком. Поэтому мы подумали, что причина снижения функции мозга со временем у C. elegans может быть применима и к человеку”, - говорит Кентаро Нома.
В этом исследовании использовалась способность C. elegans к обучению по ассоциации в процессе, называемом термотаксисом. При таком поведении C. elegans, содержащиеся в среде с пищей при температуре 23 градуса Цельсия, будут двигаться в сторону 23 градусов, если их поместить в среду с градиентом температуры от 17 до 23 градусов. Однако животные предпочтут этого не делать, если их поместить в среду, где нет пищи. Это говорит о том, что C. elegans учатся ассоциировать наличие или отсутствие пищи с температурой окружающей среды.
“Наши предыдущие исследования показали, что функция мозга по ассоциативному обучению у C. elegans со временем снижается, и мы думали, что это связано со снижением активности нейронов с возрастом. Однако в нашем последнем исследовании мы обнаружили, что активность сенсорных нейронов AFD и интернейронов AIY, которые, как считается, необходимы для ассоциативного обучения, практически не меняется с возрастом”, - говорит Бинта Мария Алеого, первый автор исследования.
Затем исследователи изучили поведение C. elegans, когда из мозга нематод удалили каждый из шести типов нейронов, участвующих в ассоциативном обучении - сенсорные нейроны AWC и ASI, а также интернейроны AIZ, AIB, RIA и AIA. Удивительно, но после удаления AWC или AIA из мозга нематоды смогли переместиться в 23-градусное место.
Исследователи также измерили активность нейронов у пожилых нематод. Они обнаружили, что AWC и AIA спонтанно и чрезмерно активируются с возрастом. Это говорит о том, что гиперактивация этих двух типов нейронов с возрастом нарушает нормальную нейронную сеть, делая их неспособными к термотаксисному поведению.
“Кроме того, мы смогли подавить гиперактивацию нейронов и предотвратить ухудшение поведения у пожилых нематод, изменив тип бактерий, служащих им источником пищи. Так и мы, люди, можем предотвратить старение мозга, изменив свой рацион”.
“До сих пор мы были склонны фокусироваться на снижении активности нейронов с возрастом. Наши выводы могут заставить людей обратить внимание на гиперактивацию нейронов. Мы продолжим изучение C. elegans, чтобы определить, как уменьшить гиперактивацию нейронов для улучшения работы мозга. Мы считаем, что это поможет нам понять основу старения в работе мозга”.
Нагойский университет. Пер.: PSYCHOL-OK.RU
