Kim są „super-seniorzy" i co czyni ich wyjątkowymi
Neuronaukowcy zbadali niewielką, ale niezwykłą grupę bardzo starych ludzi, których pamięć działa zaskakująco sprawnie — znacznie sprawniej, niż sugerowałaby ich metryka. W centrum uwagi znalazł się mechanizm, który wielu badaczy uznawało za praktycznie wygasły w podeszłym wieku: tworzenie się nowych komórek nerwowych w mózgu.
W medycynie mówi się o nich „super-agersi" — mężczyźni i kobiety po osiemdziesiątce, których wyniki w testach pamięciowych dorównują rezultatom osób w wieku 50–60 lat, a niekiedy je nawet przewyższają. Sprawdza się przede wszystkim tak zwaną pamięć epizodyczną, czyli zdolność do przypominania sobie konkretnych wydarzeń, rozmów czy sytuacji.
Na Uniwersytecie Northwestern w Stanach Zjednoczonych od ponad dwóch dekad działa specjalny program badawczy poświęcony temu zagadnieniu. Wolontariusze regularnie poddają się testom sprawności umysłowej, wypełniają szczegółowe kwestionariusze, a po śmierci przekazują swoje mózgi nauce. Ta rzadka kombinacja umożliwia niezwykle precyzyjne analizy.
Międzynarodowy zespół pod kierownictwem neuronaukowczyni Orly Lazarov z Uniwersytetu Illinois w Chicago przebadał właśnie tkanki mózgowe pobrane po śmierci uczestników. Porównano pięć grup:
- młodych, zdrowych dorosłych
- starsze osoby bez mierzalnych problemów z pamięcią
- seniorów z łagodnym pogorszeniem funkcji poznawczych
- pacjentów z chorobą Alzheimera
- super-agerów z ponadprzeciętną sprawnością pamięciową
Szczególną uwagę skupiono na hipokampie. Ta struktura w płacie skroniowym pełni rolę swoistej bramy dla nowych wspomnień. Bez sprawnie działającego hipokampa zapamiętywanie nowych doświadczeń na dłuższą metę staje się bardzo trudne.
Zaskakujący wynik: sprawniejsze mózgi tworzą więcej komórek nerwowych
W hipokampie super-agerów badacze odkryli co najmniej dwa razy więcej nowo powstałych komórek nerwowych niż u rówieśników o przeciętnej sprawności poznawczej.
Zespół przeanalizował łącznie około 356 000 jąder komórkowych z hipokampa, stosując nowoczesną metodę zwaną sekwencjonowaniem pojedynczych komórek. Technika ta pozwala sprawdzić, które geny są aktywne w każdej pojedynczej komórce — to dosłownie wgląd w „instrukcję obsługi" mózgu, komórka po komórce.
Głównym przedmiotem zainteresowania była neurogeneza, czyli powstawanie nowych neuronów z komórek prekursorowych. Przez długi czas obowiązywał pogląd, że w ludzkim mózgu obowiązuje zasada: „co powstało, pozostaje — albo zanika". O ile u myszy i innych zwierząt powstawanie nowych neuronów w dorosłym życiu było dobrze udokumentowane, o tyle u ludzi kwestia ta pozostawała kontrowersyjna.
Dane opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Nature mówią jasno: nawet po osiemdziesiątce wciąż rodzą się nowe neurony. A u osób z wyjątkowo sprawnym umysłem — znacznie więcej niż u osób z grupy porównawczej. Szczegółowe wyniki przedstawiają się następująco:
- Super-agersi mieli co najmniej dwa razy więcej świeżo powstałych neuronów niż rówieśnicy bez zaburzeń poznawczych.
- W porównaniu z pacjentami z Alzheimerem wskaźnik ten był nawet 2,5-krotnie wyższy.
- Jednocześnie sieci neuronowe wyglądały na stabilniejsze i lepiej połączone.
Badacze mówią o „biologicznej odporności" mózgu: podczas gdy u wielu osób neurony stopniowo ubywają wraz z wiekiem, super-agersi zdają się częściowo kompensować tę stratę przez stały dopływ nowych komórek.
Co kryje się za niezwykłą wytrzymałością tych mózgów
Badanie dostarczyło nie tylko liczb dotyczących produkcji komórek, ale też wskazówek wyjaśniających, dlaczego te neurony w ogóle przeżywają w podeszłym wieku. Same nowe komórki to bowiem za mało — muszą one zostać wbudowane w istniejące obwody nerwowe i działać przez długi czas.
W tym miejscu do gry wchodzą dwa typy komórek, które zazwyczaj nie trafiają na pierwsze strony gazet:
Astrocyty — niedoceniane komórki wspierające
Astrocyty to swoiste „zaplecze serwisowe" mózgu. Dostarczają neuronom składników odżywczych, regulują środowisko chemiczne i usuwają zbędne produkty przemiany materii. W tkance mózgowej super-agerów komórki te wykazywały odmienny wzorzec aktywności genów niż u przeciętnych seniorów.
Astrocyty wyjątkowo sprawnych starszych osób zdają się tworzyć środowisko, w którym nowe neurony łatwiej powstają i dłużej przeżywają.
Geny związane z ochroną komórek, zaopatrzeniem energetycznym i procesami naprawczymi były wyraźnie bardziej aktywne. Wskazuje to na środowisko wewnętrzne, które lepiej amortyzuje uszkodzenia i wspiera tworzenie nowych synaps.
Neurony CA1 — węzły przełączające pamięć
Kolejny kluczowy obszar to region CA1 hipokampa. Mieszczą się tam neurony zbierające i przekazujące informacje — stanowią one rdzeń procesu zapamiętywania. W mózgach super-agerów komórki te wykazywały wyraźnie lepszą integralność synaptyczną. Mówiąc prościej: połączenia między komórkami nerwowymi były stabilniejsze i gęstsze.
Tak solidne synapsy prawdopodobnie przyczyniają się do tego, że wspomnienia nie tylko powstają, ale też pozostają dostępne przez długi czas. Struktury mózgu starzały się, lecz ulegały degradacji znacznie wolniej niż w grupach porównawczych.
Jaką nadzieję to daje pacjentom z Alzheimerem i demencją
Badanie na nowo roznieca debatę, która od dziesięcioleci angażuje neuronaukowców: ile przebudowy dokonuje się wciąż w dorosłym mózgu — i czy można ten proces wykorzystać do hamowania chorób?
Szacuje się, że na świecie żyje obecnie około 55 milionów osób z demencją. Liczba ta mogłaby się do 2050 roku prawie potroić. Dotychczasowe leki często łagodzą jedynie objawy w ograniczonym zakresie, a terapii rzeczywiście spowalniających lub zapobiegających samym procesom chorobowym jest niewiele.
Gdyby udało się celowo uruchomić mechanizmy ochronne obecne w mózgach super-agerów, przebieg i początek demencji mogłyby ulec znacznemu przesunięciu w czasie.
Zespół Orly Lazarov zamierza kontynuować badania, koncentrując się przede wszystkim na dwóch kierunkach:
- Oddziaływanie na astrocyty tak, by tworzyły „młodsze" i bardziej nastawione na naprawę środowisko.
- Stabilizacja neuronów CA1 i ich synaps w celu zachowania sieci pamięciowych w nienaruszonym stanie.
Możliwe są zarówno leki aktywujące określone szlaki sygnałowe w tych komórkach, jak i strategie niemedyczne — na przykład specjalne programy treningowe lub koncepcje żywieniowe wzmacniające znane czynniki ochronne.
Rola stylu życia, genów i codziennych wyborów — co możemy zrobić sami
Wciąż nie wiadomo, czy wysoka neurogeneza u super-agerów jest przyczyną ich sprawności, czy tylko jej towarzyszącym efektem. Wiele przemawia za tym, że mamy do czynienia z połączeniem biologii i zachowania. W dotychczasowych badaniach obserwacyjnych u wyjątkowo sprawnych starszych osób regularnie pojawiały się podobne wzorce:
- wysoka aktywność umysłowa (czytanie, uczenie się, praca zawodowa lub wolontariat)
- codzienny ruch, często utrzymywany nawet w podeszłym wieku
- rozbudowane kontakty społeczne
- rzadkie epizody poważnej depresji lub osamotnienia
- stosunkowo dobra kondycja układu sercowo-naczyniowego
Znane czynniki ryzyka, takie jak nadciśnienie, cukrzyca, palenie tytoniu czy znaczna nadwaga, szkodzą naczyniom krwionośnym — a tym samym również mózgowi. Ograniczając te zagrożenia, pośrednio chronimy zapewne zdolność mózgu do tworzenia nowych komórek nerwowych.
Eksperymenty na zwierzętach od lat dowodzą, że ruch, trening poznawczy i zbilansowana dieta wyraźnie wspierają neurogenezę w hipokampie. U ludzi efekty te są trudniejsze do zmierzenia, jednak wielu badaczy mózgu zakłada działanie podobnych mechanizmów.
Jak działa neurogeneza — i gdzie leżą jej granice
Neurogeneza to proces, w którym tak zwane neuronalne komórki prekursorowe dojrzewają do w pełni funkcjonalnych neuronów. W hipokampie znajduje się jedna z takich nisz komórek macierzystych. Stamtąd młode komórki wędrują do istniejących sieci nerwowych, pomagając przetwarzać nowe informacje i zachowywać elastyczność myślenia.
Odkrycia dotyczące ludzkiej neurogenzy nie są zupełną nowością. Wcześniejsze badania wskazywały już, że starsi dorośli wciąż tworzą nowe neurony. Inne prace przychodziły do przeciwnych wniosków — często w zależności od zastosowanej metody lub badanej tkanki. Aktualne badanie wnosi jednak znacznie więcej danych i precyzyjniejszą analizę.
Nikt nie powinien jednak oczekiwać, że dzięki kilku ćwiczeniom pamięciowym nagle zacznie produkować dwa razy więcej neuronów niż przeciętna osoba. Biologiczne uwarunkowania są prawdopodobnie częściowo zapisane w genach. Niektórzy ludzie startują z „grubszą poduszką" komórek nerwowych lub wyjątkowo odpornymi strukturami mózgu.
Badanie dowodzi jednak wyraźnie, że mózg pozostaje bardziej plastyczny nawet w bardzo zaawansowanym wieku, niż przez długi czas sądzono. Co więcej, dostarcza konkretnych struktur docelowych dla opracowania nowych terapii — od astrocytów po neurony CA1. W starzejącym się społeczeństwie te niepozorne typy komórek mogą okazać się kluczowymi dźwigniami zmiany.
