80-latkowie o mózgu trzydziestolatka? Naukowcy ujawniają ich sekret

Istnieje niewielka grupa osób po osiemdziesiątce, których pamięć działa jak u ludzi młodszych o kilka dekad.

Naukowcy właśnie zajrzeli im dosłownie w głąb głowy.

Nowe badanie opublikowane w prestiżowym czasopiśmie „Nature” pokazuje, że mózgi tych wyjątkowo sprawnych seniorów zachowują zdolność tworzenia nowych komórek nerwowych w tempie, jakiego nikt się po tym wieku nie spodziewał. To może zmienić sposób, w jaki myślimy o starzeniu się i o tym, co jeszcze da się w tej sprawie zrobić.

Kim są „superstulatkowie pamięci” i czym się wyróżniają

Naukowcy nazywają ich „super-ages” – po polsku najczęściej mówi się o „super-seniorach”. To osoby po 80. roku życia, które na testach pamięci epizodycznej wypadają jak pięćdziesięcio- czy sześćdziesięciolatkowie. Chodzi o zdolność przypominania sobie konkretnych sytuacji: spotkań, rozmów, miejsc, dat.

Od ponad 20 lat takie osoby śledzi program badawczy SuperAger na uniwersytecie Northwestern w USA. Ochotnicy regularnie przechodzą testy pamięci, badania obrazowe mózgu i szczegółowe wywiady. Część z nich zgodziła się także na przekazanie swojego mózgu do badań po śmierci – i to właśnie dzięki temu udało się zajrzeć w ich neurony z niespotykaną dokładnością.

Badanie, które prześwietliło hipokamp komórka po komórce

Zespół kierowany przez Orly Lazarov z uniwersytetu w Chicago porównał próbki tkanek mózgowych z pięciu grup:

• młodzi, zdrowi dorośli,
• starsze osoby bez zaburzeń pamięci,
• seniorzy z łagodnym pogorszeniem funkcji poznawczych,
• chorzy na Alzheimera,
• super-seniorzy z rewelacyjną pamięcią.

W sumie przeanalizowano około 356 tysięcy jąder komórkowych z hipokampa – struktury mózgu odpowiedzialnej przede wszystkim za tworzenie nowych wspomnień. Zastosowano tu tzw. sekwencjonowanie jednokomórkowe, czyli technikę pozwalającą odczytać aktywność genów w pojedynczych komórkach, a nie w całej próbce naraz.

Badacze zaobserwowali, że mózgi super-seniorów niemal „nie wpisują się” w typowy wzorzec starzenia. W kluczowych obszarach bardziej przypominają mózgi znacznie młodszych dorosłych.

Największe zaskoczenie przyniosła analiza komórek odpowiedzialnych za proces neurogenezy, czyli powstawania nowych neuronów.

Nowe neurony po osiemdziesiątce: mózgi wyjątkowych seniorów pracują inaczej

Według przyjętego przez lata poglądu mózg dorosłego człowieka praktycznie nie tworzy nowych komórek nerwowych. To przekonanie już wcześniej zaczęło się chwiać, ale nowe dane stawiają sprawę jasno: u części bardzo starych osób neurogeneza nie tylko się utrzymuje, ale wręcz wyraźnie przyspiesza w porównaniu z typowymi seniorami.

W badaniu wyszło, że super-seniorzy:

• wytwarzają co najmniej dwa razy więcej nowych neuronów niż zdrowi rówieśnicy,
• produkują nawet 2,5 razy więcej neuronów niż osoby w tym samym wieku z chorobą Alzheimera,
• utrzymują lepszą jakość połączeń między komórkami nerwowymi w hipokampie.

Mózg tych osób zachowuje się jak dobrze działająca fabryka neuronów: nie tylko produkuje nowe komórki, ale też sprawnie je „wbudowuje” w istniejącą sieć.

Sama produkcja nie wystarcza. Kluczowe jest, czy nowo powstałe neurony przeżyją i wejdą do obiegu, czyli zaczną uczestniczyć w pracy obwodów odpowiedzialnych za pamięć i orientację w przestrzeni. I tu pojawia się pojęcie „sygnatury odporności” w hipokampie super-seniorów.

Mózg odporny na starość: rola astrocytów i neuronów CA1

Naukowcy opisali charakterystyczny zestaw cech komórkowych, który ma sprzyjać wysokiej neurogenezie i utrzymaniu sprawnej sieci połączeń. W tej „sygnaturze odporności” ważne są dwa typy komórek.

Astrocyty – niewidzialne zaplecze neuronów

Astrocyty to komórki glejowe, które nie przewodzą impulsów jak neurony, ale dbają o ich komfort: karmią je, chronią przed toksynami, regulują skład chemiczny otoczenia. W mózgach super-seniorów te komórki działają według innego „programu genetycznego” niż u zwykłych osób starszych.

Analiza pokazała, że astrocyty u wyjątkowo sprawnych seniorów silniej aktywują geny związane z:

• usuwaniem uszkodzonych białek i fragmentów komórek,
• ochroną przed stanem zapalnym,
• wspieraniem wzrostu i dojrzewania neuronów.

Taki profil aktywności może tworzyć dla nowych komórek nerwowych coś w rodzaju „inkubatora”, w którym łatwiej się one przyjmują i dłużej funkcjonują.

Neurony CA1 – strażnicy wspomnień

Drugi kluczowy element to neurony typu CA1 w hipokampie. Odpowiadają one m.in. za precyzyjne odtwarzanie zdarzeń z przeszłości, rozróżnianie podobnych wspomnień i orientację w czasie.

U super-seniorów neurony CA1 zachowują lepszą integralność synaptyczną, czyli bardziej gęstą i sprawną sieć połączeń, niż u osób starszych z typowej grupy kontrolnej.

W praktyce oznacza to, że sygnały w mózgu takich osób krążą szybciej i z mniejszą „utratą informacji”. To może tłumaczyć, czemu potrafią oni bez trudu odtworzyć szczegóły wydarzeń sprzed lat i uczyć się nowych rzeczy w tempie, które rzadko widuje się w tym wieku.

Co z tego może mieć medycyna i zwykły człowiek

Wyniki badania pokazują, że ludzki mózg zachowuje potencjał regeneracyjny nawet po osiemdziesiątce. To otwiera nowe ścieżki dla terapii przeciw demencji i chorobie Alzheimera, na które cierpi już około 55 milionów ludzi na świecie.

Zespół Orly Lazarov planuje skupić się na komórkach, które wydają się kluczowe dla „sygnatury odporności”: astrocytach i neuronach CA1. Celem jest opracowanie terapii, które:

• pobudzą tworzenie nowych neuronów w hipokampie,
• poprawią środowisko, w którym te komórki dojrzewają,
• wzmocnią połączenia synaptyczne odpowiedzialne za pamięć.

Naukowcy nie wiedzą jeszcze, czy wysoka neurogeneza jest przyczyną świetnej pamięci, czy raczej wskaźnikiem szerszego zestawu czynników ochronnych – na przykład korzystnej kombinacji genów, stylu życia i diety. Coraz więcej badań sugeruje jednak, że u części osób starość nie musi oznaczać dramatycznego spadku funkcji poznawczych.

Czy można samemu zadbać o swoją „fabrykę neuronów”

Chociaż opisani super-seniorzy stanowią niewielką grupę, ich przykład pokazuje, że mózg długo pozostaje podatny na wpływ środowiska. Z licznych prac nad neurogenezą wynika, że na tempo powstawania nowych neuronów w hipokampie szczególnie mocno wpływają:

• aktywność fizyczna – regularne spacery, jazda na rowerze, pływanie czy ćwiczenia siłowe zwiększają dopływ krwi do mózgu i stymulują neurogenezę,
• trening umysłowy – nauka języków, gra na instrumencie, zadania wymagające planowania i pamięci roboczej,
• sen – w czasie głębokiego snu mózg porządkuje wspomnienia i „wbudowuje” nowe neurony w istniejące sieci,
• relacje społeczne – rozmowy, wspólne aktywności i poczucie bycia potrzebnym obniżają ryzyko demencji,
• dieta – szczególnie wzorce zbliżone do śródziemnomorskiego, bogate w warzywa, ryby, oliwę z oliwek, orzechy.

To nie są „cudowne leki”, które zagwarantują pamięć jak u trzydziestolatka, ale coraz lepiej widać, że tworzą sprzyjające tło dla procesów naprawczych w mózgu. Dla części osób taka baza może wystarczyć, aby mechanizmy podobne do tych u super-seniorów zadziałały mocniej.

Dlaczego jedni zachowują bystry umysł, a inni nie

Najciekawsza, ale też najtrudniejsza część tego tematu dotyczy różnic indywidualnych. Dwaj osiemdziesięciolatkowie mogą mieć zupełnie inny przebieg starzenia mózgu, choć na pierwszy rzut oka ich życie wygląda podobnie.

Badacze podejrzewają, że o losie pamięci decyduje kombinacja trzech obszarów: genów, stylu życia i tzw. rezerwy poznawczej zbudowanej przez całe życie.

Rezerwa poznawcza to zapas „nadprogramowych” połączeń i strategii, który mózg wypracowuje, gdy często go angażujemy – w naukę, pracę wymagającą myślenia, hobby intelektualne. Gdy z wiekiem pojawiają się uszkodzenia, dobrze przygotowana sieć potrafi je przez pewien czas kompensować.

Nowe dane o super-seniorach dopełniają ten obraz od strony biologii komórkowej. Pokazują, że u części osób ta rezerwa ma nie tylko wymiar funkcjonalny, ale także strukturalny: faktycznie powstaje więcej nowych komórek i połączeń, a zaplecze w postaci astrocytów lepiej dba o ich kondycję.

Dla medycyny to sygnał, że nie warto z góry zakładać nieuchronnej degradacji mózgu po określonym wieku. Dla zwykłych ludzi – zachęta, by traktować dbanie o pamięć i koncentrację jak długoterminową inwestycję, a nie coś, czym zajmujemy się dopiero w obliczu pierwszych problemów.