Старение мозга

Старение мозга — это процесс постепенного изменения мозга в пожилом возрасте, включая изменения, которые происходят во всех индивидуалах по мере старения, и изменения, обусловленные специфическими болезнями (включая нераспознанные). Обычно при использовании данного термина имеют в виду мозг человека.

Поскольку продление жизни уместно только в том случае, если оно сопровождается продлением здоровой жизни и, ещё более важно, сохранением здоровья мозга и когнитивных способностей, нахождение омолаживающих подходов, действующих одновременно на периферические ткани и на мозговые функции, является ключевой стратегией развития омолаживающих технологий^[1].

Старение является основным риск-фактором для большинства нейродегенеративных болезней, включая лёгкие когнитивные нарушения^[англ.] и болезни, ассоциированные с деменцией (такие как болезнь Альцгеймера, цереброваскулярные болезни, болезнь Паркинсона, боковой амиотрофический склероз)^[2][3]. Хотя было проведено много исследований, сфокусированных на болезнях пожилого возраста, имеется лишь немного исследований по изменениям, происходящих в стареющем мозге при отсутствии нейрогенеративных болезней, и по нейропсихологическому профилю людей, достигших преклонного возраста без нейрогенеративных заболеваний. Имеющиеся исследования позволяют полагать, что процесс старения мозга обуславливается несколькими структурными, химическими и функциональными типами изменений в нём, а также с рядом нейрокогнитивных^[англ.] изменений. Последние исследования на модельных организмах свидетельствуют, что по ходу старения происходят значительные изменения в экспрессии генов на уровне отдельно взятых нейронов^[4]. Эта статья посвящена обзору изменений, ассоциированных со старением человеческого мозга, включая старение без сопутствующих заболеваний.

Структурные изменения

Мозг человека в сагиттальном разрезе

Желудочки головного мозга

Старение связано со многими физическими, биологическими, химическими и психологическими изменениями, происходящими в мозге. Учёные пытаются комплексно описать эти изменения с помощью концептуальных моделей. Примером является созданная в 2009 году "Scaffolding Theory of Aging and Cognition" (STAC). Модель STAC основана на таких факторах, как нейронные изменения в белом веществе, истощение дофамина, усыхание и истончение коры больших полушарий^[5]. Компьютерная томография обнаружила, что по мере старения происходит расширение желудочков мозга. Более поздняя магнитно-резонансная томография показала возрастные региональные уменьшения в объёме головного мозга^[6][7]. Это уменьшение объёма не является равномерным: некоторые участки мозга сжимаются со скоростью до 1% за год, в то время как другие участки отстаются относительно стабильными до конца жизни^[8]. Мозг имеет очень сложное строение и состоит из многих различных областей и типов тканей. Различные функции различных тканей мозга подвергаются возрастным изменениям в разной степени^[6]. Вещество мозга можно разделить на серое вещество и белое вещество.

• Серое вещество состоит из тел клеток в коре головного мозга и в подкорковых ядрах.
• Белое вещество состоит из тесно упакованных миелинированных аксонов, соединяющих нейроны друг с другом и с периферией^[6].

Потеря нейронных сетей и пластичности мозга

Пластичность мозга характеризует способность мозга изменять свою структуру и выполняемые участками мозга функции^[9][10]. Если мозг не задействует функцию какого-то своего участка, то выделяет меньше ресурсов на поддержание данного участка и выполняемой им функции. Это можно описать фразой "если вы не используете это, вы теряете это". Одним из предполагаемых механизмов, приводящих к наблюдаемому возрастному уменьшению пластичности мозга у животных, являются изменения в регулировании процессов кальциевого обмена^{[англ.][11]}. Изменения в способности организма управлять кальцием сказывается на способности нейронов возбуждаться и продвигать потенциал действия, что в свою очередь влияет на способность мозга изменять свою структуру и функции отделов. Вследствие сложности устройства мозга выглядит логичным, что некоторые его участки подвержены старению в большей степени чем другие. Здесь стоит упомянуть существование двух схем нейронов: гиппокампусной и неокортексной^[12]. Есть предположение, что возрастное уменьшение когнитивных способностей связано не только с гибелью нейронов, но также частично обусловлено изменением свойств синапсов. Эксперименты на животных дают основания полагать, что возрастной когнитивный дефицит также частично происходит от изменения активности ферментов и химических переносчиков сигналов, а также от изменения экспрессии генов в клетках мозга^[12].

Утоньшение коры головного мозга

Доли конечного мозга
Лобная доля Височная доля Теменная доля Затылочная доля

Развитие магнитно-резонансной томографии позволило рассматривать структуру мозга живых организмов, включая людей, в больших деталях бесконтактным способом. Группа учёных опубликовала исследование, согласно которому серое вещество мозга уменьшается в объёме в период между взрослостью и старостью. Белое вещество увеличивается в период 19–40 лет, а затем тоже уменьшается^[13]. Исследования на основе воксельной морфометрии^[англ.] идентифицировали зоны, такие как островковая доля и верхняя теменная извилина, которые наиболее подвержены процессу потери серого вещества у пожилых людей^[13]. Согласно исследованию другой группы учёных, первые 6 десятилетий жизни человека происходит наиболее быстрое уменьшение плотности серого вещества. Это происходит в дорсальной^[англ.], лобной и теменной долях на обеих межполушарной^[англ.] и боковой поверхностях мозга. Но при этом некоторые другие области, такие как поясная кора и затылочная доля, возрастному уменьшению серого вещества, по-видимому, не подвержены^[13]. Возрастные эффекты на плотность серого вещества в задней части височной доли проявляются более преимущественно в левом полушарии по сравнению с правым^[13]. Было также обнаружено, что ширина борозд мозга увеличивается не только с возрастом^[14], но и с упадком когнитивных способностей в пожилом возрасте^[15].

Морфология и микроструктуры

Возрастное уменьшение серого вещества вносит основной вклад в уменьшение объёма мозга в целом. Более того, по-видимому, уменьшается плотность нейронов мозга, изменяются микроструктуры белого вещества, а также изменяется энергетический метаболизм в мозжечке^[16]. При старении происходит общая атрофия коры головного мозга, а также подобные изменения в других отделах, к примеру, уменьшение объёма хвостового ядра^[17].

Возрастная морфология нейронов

Большинство когнитивных нейробиологов по всему миру сходятся во мнении, что возрастное уменьшение умственных способностей в основном происходит не вследствие потерь нейронов и гибели клеток, а вероятно, от мелких региональных изменений в морфологии нейронов^[11]. Исследование на человекообразных и нечеловекообразных приматах показало, что дендритные ветви и дендритные шипики пирамидальных нейронов по мере старения уменьшаются в размерах и/или в количестве в определённых регионах и слоях коры головного мозга (Duan et al., 2003; morph). В случае человека было зафиксировано уменьшение на 46% в количестве дендритных шипиков и их плотности у тех, кому более 50 лет, по сравнению с молодыми^[12]. С помощью электронного микроскопа было обнаружено, что обезьяны в старом возрасте (27–32 лет) по сравнению с молодыми (6–9 лет) имеют на 50% меньше шипиков в пучке апикальных дендритов^[англ.] пирамидальных нейронов префронтальной коры^[12].

Нейрофибриллярные клубки и амилоидные бляшки

При нарушениях работы тау-белка происходит разрушение микротрубочек и образование нейрофибриллярных клубков

Множество сопровождающих старение невропатологий, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, сахарный диабет, артериальная гипертензия и атеросклероз, делают трудным распознать паттерн чистого старения мозга^[18][19]. Одним из наиболее важных отличий чистого старения от патологического старения является расположение нейрофибриллярных клубков. Нейрофибриллярные клубки состоят из парных спиральных нитей^[20]. При нормальном старении мозга (без возникновения деменции) количество нейрофибриллярных клубков относительно мало^[20] и их расположение ограничено обонятельным ядром^[англ.], парагиппокампальной извилиной, миндалевидными телами и энторинальной корой^[21]. В случае старения без появления деменции происходит общее увеличение плотности нейрофибриллярных клубков, но без существенного изменения мест их расположения^[21].

Другим основным нейрогенеративным вкладчиком в патологическое старение, обычно обнаруживаемым в мозгах пациентов с болезнью Альцгеймера, являются амилоидные бляшки^[англ.]. Но в отличие от нейрофибриллярных клубков, амилоидные бляшки не являются стандартным признаком чистого старения^[21].

Роль окислительного стресса

Основная статья: Окислительный стресс

Возникновение когнитивных нарушений связывают с окислительным стрессом, воспалительными реакциями и изменениями в мозговых микрососудах^[22]. Точный вклад каждого из этих факторов в когнитивное старение остаётся невыясненным. Из этих факторов окислительный стресс наилучшим образом поддаётся контролю и наиболее понятен. Онлайновый медицинский словарь Merriam-Webster определяет окислительный стресс как "физиологический стресс тела, вызванный совокупным ущербом, наносимым свободными радикалами, не в полной мере нейтрализованным антиоксидантами; считается связанным со старением"^[23]. Таким образом, окислительный стресс — это повреждения, причиняемые клеткам свободными радикалами, высвобождаемыми при окислительных процессах.

По сравнению с другими тканями тела, мозг считается необычно чувствительным к окислительным повреждениям^[24]. Повышенные окислительные повреждения ассоциированы с нейрогенеративными болезнями, лёгкими когнитивными нарушениями и индивидуальными особенностями мышления в здоровых пожилых людях. При "нормальном старении" мозг подвергается окислительному стрессу множеством способов, главными из которых являются окисление белков, перекисное окисление липидов и окислительные модификации ядерной^[англ.] и митохондриальной ДНК^[24]. Окислительный стресс может нарушить репликацию ДНК и ингибировать репарацию через множество разных процессов, включая укорочение теломер^[25].

Повреждения ДНК

Множество исследований показывают, что с возрастом в мозгах млекопитающих накапливаются повреждения ДНК, в том числе повреждения одиночных нуклеотидов, одноцепочечные и двухцепочечные разрывы и сшивки^{[англ.][26]}. Крысы в возрасте 4 дней имеют около 3000 одноцепочечных разрывов и 156 двойных разрывов в ДНК каждого нейрона, а крысы в возрасте более 2 лет около 7400 одноцепочечных разрывов и около 600 двойных разрывов^[27].

В одном из исследований учёные изучили транскрипционный профиль в лобной коре людей в возрасте от 26 до 106 лет и выделили ряд генов, чья экспрессия изменяется после 40 лет. Учёные выяснили, что промоторы этих генов накопили ДНК-повреждения, связанные с окислением. Учёные заключили, что повреждения ДНК со временем изменяют экспрессию наиболее уязвимых генов, включая гены, вовлечённые в обучение, память и выживание нейронов. Таким образом, старение мозга отчасти является квазипрограммой, которая начинает реализовываться уже в раннем возрасте^[28].

Иммунная система и жидкости

Проницаемость гематоэнцефалического барьера, нейровоспаление^[англ.], нейродегенерация и вызванное микрофлорой кишечника хроническое системное воспаление^[англ.], по-видимому, связаны и взаимодействуют со старением. К примеру, гомеостаз кишечной микробиоты может быть нарушен с возрастом^[29]. И даже при старении без сопутствующих болезней происходит нейровоспаление, включая активацию микроглии и производство воспалительных цитокинов^{[англ.][30]}.

Жидкости

Даже в случае старения без сопутствующих болезней поток крови в мозгу сокращается с темпом 0.3-0.5% в год^[31]. Глимфатическая система, выполняющая очистку центральной нервной системы от продуктов жизнедеятельности, является важной для поддержания здоровья мозга, но её эффективность, по-видимому, снижается с возрастом^[32]. Факторы, присутствующие в циркулирующей жидкости, оказывают большое влияние на процесс старения мозга^[33].

Химические изменения

Основные дофаминовые пути.
Как часть системы регулирования чувства удовольствия дофамин производится в телах нейронов, расположенных в ВОП, и высвобождается в прилежащее ядро и префронтальную кору.
Его моторные функции связаны с другим путём: производящие гормон клеточные тела расположены в чёрной субстанции, а высвобождение гормона происходит в полосатое тело

Функции дофамина и серотонина и их основные пути

В дополнение к структурным изменениям, которые происходят в мозгу с возрастом, процесс старения также связан со многими биохимическими изменениями. Нейроны коммуницируют друг с другом посредством специальных химических молекул, называемых нейромедиаторами. Несколько исследований позволили идентифицировать ряд таких нейромедиаторов и их рецепторов, которые изменяются в различных областях мозга по мере старения.

Дофамин

См. также: Дофамин § Процесс старения

Подавляющее большинство исследований сообщают о возрастных изменениях в синтезе дофамина, сайтах его связывания и количестве рецепторов. Исследования, использующие ПЭТ на живых людях, показали существенное возрастное уменьшение в синтезе дофамина^[34], особенно в регионах полосатого тела и экстрастриарной зрительной коры (за исключением среднего мозга)^[35]. Также сообщается о значительном возрастном уменьшении рецепторов D1, D2 и D3^{[36][37][38][39][40]}. Исследования показали общее уменьшение рецепторов D1 и D2^[38] и, более специфически, уменьшение D1 и D2 рецепторов, связанных с хвостовым ядром и скорлупой^[37][40]. Существенное возрастное уменьшение дофаминовых рецепторов D2 и D3 было обнаружено в передней поясной коре, лобной коре, боковой височной коре, гиппокампе, медиальной височной коре, миндалевидных телах, медиальном таламусе и боковом таламусе^[36]. Одно из исследований также сообщает о существенной обратной корреляции между связыванием дофамина в затылочной доле и возрастом^[37]. Посмертные исследования показали, что количество D1 и D2 рецепторов уменьшается с возрастом и в хвостатом ядре, и в скорлупе, при этом пропорция данных рецепторов с возрастом не изменяется^[39].

Постепенная потеря дофамина считается причиной многих неврологических симптомов, которые развиваются с возрастом, таких как уменьшение размахивания руками и увеличение ригидности^[41]. Изменение в уровне дофамина может быть причиной возрастных изменений в когнитивной гибкости^[41].

Серотонин

См. также: Серотонин

С возрастом также происходит уменьшение уровней различных серотониновых рецепторов и транспортёра серотонина (5-HTT). Исследования с использованием ПЭТ на живых людях выявили понижение уровней рецептора 5-HT₂ в хвостовом ядре, скорлупе и лобной коре^[40]. Были также обнаружены уменьшения связывающей способности рецепторов 5-HT₂ в лобной коре^[38] и связывающей способности транспортёра серотонина (5-HTT) в таламусе и среднем мозгу^[42]. Посмертные исследования выявили уменьшение связывающей способности серотонина и уменьшение числа S₁ рецепторов в лобной коре и гиппокампе, а также уменьшение сродства в скорлупе^[43].

Глутамат

Экспрессия глутаматного рецептора 1^[англ.] (EAAT2) в клетке нейроглии облегчает повторный захват глутамата и уменьшает его внеклеточную концентрацию

Глутамат является ещё одним нейромедиатором, количество которого уменьшается с возрастом^[44][45][46]. Исследования показали, что старые люди имеют более низкую концентрацию глутамата в моторной коре по сравнению с молодыми людьми^[46]. Было также замечено существенное возрастное уменьшение глутамата в сером веществе теменной доли, базальных ядрах и, в меньшей степени, белом веществе лобной доли^[44][45]. Эти изменения нейромедиатора изучались на мозгах обычных людей, но регионы теменной доли и базальных ядер часто оказываются затронуты при дегенеративных заболеваниях мозга, ассоциированных со старением, поэтому учёные предполагают, что глутамат в мозгу можно рассматривать как их маркер^[44].

Нейропсихологические изменения

Изменения в ориентировании

Ориентирование^[англ.] — это осведомлённость организма о своём местонахождении в пространстве^[47]. Часто ориентирование понимается более широко: есть ли у человека понимание места, времени и происходящего вокруг него. Ухудшение ориентирования является одним из самых распространённых симптомов болезней мозга, поэтому тесты на ориентирование включены в почти все медицинские и нейропсихологические исследования^[48]. Подавляющее большинство исследований сфокусированы на оценке ориентирования людей при различных специфических патологиях и лишь немногие исследования посвящены тому, как изменяется ориентирование в случае чистого старения без сопровождающих его неврологических болезней. Результаты этих исследований отчасти противоречивы. Некоторые исследования говорят, что ориентирование на протяжении жизни не уменьшается^[49][50]. К примеру, в одном из исследований 92% относительно здоровых пожилых людей (65-84 лет) продемонстрировали полноценные или почти полноценные способности к ориентированию^[51]. Однако другие данные говорят, что небольшие ухудшения в ориентировании могут быть обычной частью процесса старения^[52][53]. К примеру, одна из исследовательских команд заключила, что старые люди, имеющие нормальную память, при этом могут иметь небольшие проблемы с ориентированием. В то время как молодые люди с нормальной памятью проблем с ориентированием практически не имеют^[53]. Так что хотя текущие исследования полагают, что старение само по себе не имеет чёткой ассоциации со значительным ухудшением ориентирования, небольшие проблемы с ориентированием являются частью обычного старения и не обязательно свидетельствуют о наличии какой-то специфической патологии.

Изменения во внимании

Многие престарелые люди отмечают снижение своего внимания^[54]. Внимание — это широкая концепция, которая охватывает когнитивные способности, позволяющие организмам иметь дело с присущими мозгу ограничениями в обработке информации, выбирая информацию для последующей обработки^[55]. Поскольку человеческий мозг имеет ограниченные ресурсы, люди используют своё внимание для сосредоточения на определённых стимулах и отгораживания от других.

Исходя из этого, если престарелые люди имеют меньше ресурсов для поддержания внимания по сравнению с молодыми взрослыми, следует ожидать, что когда необходимо выполнять две задачи одновременно, производительность престарелых людей будет снижаться быстрее, чем производительность молодых. Однако обзор исследований показывает, что эта гипотеза не поддерживается полностью^[56]. Хотя некоторые исследования обнаружили, что престарелые испытывают больше трудностей, кодируя и извлекая информацию в условиях разделения внимания, другие исследования не обнаружили значительной разницы по сравнению с молодыми. Подобным образом, можно ожидать, что производительность престарелых людей будет снижаться быстрее на задачах, требующих постоянного внимания в течение длительного времени. Однако исследования дают основание говорить, что устойчивость такого вида внимания не уменьшается с возрастом. Результаты исследований показывают, что устойчивость внимания увеличивается по мере развития человека до фазы молодого взрослого, а затем остаётся относительно стабильной, по крайней мере до середины восьмого десятилетия жизни^[57]. Больше исследований необходимо для выявления влияния старения на внимание людей после 80 лет.

Но кроме прямой способности к вниманию, которая измерялась во время исследований, с возрастом проявляются другие факторы, влияющие на удержание внимания. К примеру, возможно на удержание внимания влияет уменьшения числа сенсоров и ухудшение их качества. Таким образом ухудшение слуха и зрения затрудняет престарелым людям выполнение задач, связанных с активным задействованием данных органов чувств^[54].

Изменения в памяти

В людях идентифицированы различные виды памяти, такие как эксплицитная память (включающая в себя эпизодическую память и семантическую память), рабочая память, пространственная память^[англ.]* и процедурная память^[6]. Проведённые исследования обнаружили, что свойства памяти, связанные с медиальной височной долей, особенно уязвимы для возрастного упадка^[12]. Ряд исследований, использующих различные методы (как то разнообразные сканирования мозга и исследование связывания рецепторов), предоставили сходящиеся доказательства, что лобная доля и дофаминовые пути^[англ.] особенно подвержены возрастным процессам, приводящим к изменению памяти^[6].

Изменения в речи

Изменения в выполнении вербальных заданий, а также местонахождение, степень и интенсивность паттерна визуализации уровня кислорода в крови^[англ.], предоставляемого функциональной МРТ, изменяются с возрастом предсказуемым образом. К примеру, поведенческие изменения, ассоциированные с возрастом, включают снижение производительности при выполнении задач, относящихся к поиску слов, пониманию предложений с высокой синтаксической сложностью и/или требующих большой рабочей памяти, а также создание таких предложений^[58].

Паттерны активации мозга

Из многих регионов мозга, ассоциированных с исполнительными функциями, устойчивые возрастные изменения мозговой активности наблюдаются только в некоторых из них (англ. left inferior frontal junction and left anterior cuneus/precuneus)^[59].

Изменения в обучении и поведенческой гибкости

См. также: Научение § Научение взрослых по сравнению с научением детей

Обучение обычно более эффективно^[англ.] происходит у детей и даётся более трудно с возрастом. Исследование, использующее нейровизуализацию, идентифицировало быстрое повышение уровня нейромедиатора ГАМК как основной компонент потенциального объяснения того, как обучение происходит^[60][61].

Поведенческую гибкость можно охарактеризовать как надлежащую и эффективную адаптацию к различным ситуациям и к изменящимся требованиям окружающей среды, включая скорость адаптации, а также способность разрабатывать решения возникающих проблем и искать новые решения старых проблем^[62][63]. Исследования показывают, что на поздних фазах старения ослабляется поведенческая гибкость и уменьшаются размышления о путях действий^[64][65].

Генетические изменения

Подробное рассмотрение темы: Гены старения

Различия в проявлении старения среди индивидумов могут быть обусловлены генетикой, здоровьем и воздействием окружающей среды. Как и во многих других науках, изучающих человека, в когнитивной нейробиологии происходят постоянные дебаты о социогенетизме или биогенетизме^[19][20]. Поиск генетических факторов всегда был важной стороной в попытке объяснить неврологические процессы. Исследования, сфокусированные на аутосомном доминировании, внесли большой вклад в понимание генетики "нормального" (непатологического) старения^[20].

Аутосомное доминирование — это паттерн наследования характеристик некоторых генетических нарушений. Слово "аутосомное" означает, что рассматриваемый ген расположен на одной из хромосом, не относящейся к половым. Слово "доминирование" означает, что наличие в организме лишь одного гена (полученного от одного из родителей), который вызывает определённую характеристику организма, достаточно, чтобы у индивидуала проявилась соответствующая характеристика.

С возрастом в человеческом мозге происходит снижение функциональности и изменения в экспрессии генов. Эти изменения в экспрессии генов, возможно, происходят от окислительных повреждений ДНК в районах промоторов генов^[28]. К генам, активность которых уменьшается после 40 лет, в числе прочих относятся:

• субъединица GluR1 AMPA-рецептора
• субъединица NMDA R2A рецептора (вовлечён в обучение)
• субъединица рецептора ГАМК_A
• гены, вовлечённые в долговременную потенциацию (к примеру, кальмодулин 1 и CaM Kinase II альфа)
• гены кальциевого сигналинга^[англ.]
• гены пластичности синапсов
• гены высвобождения и захвата синаптических пузырьков

К генам, активность которых увеливается, в числе прочих относятся:

• гены, ассоциированные в реакцией на стресс и репарацией ДНК
• гены антиоксидантной защиты

Измерение

Анализ эпигенетического возраста областей мозга

Мозжечок является самым молодым районом в мозгу (и вероятно, во всём теле) у столетних людей, согласно эпигенетическим биомаркарам в тканях, известных в совокупности как эпигенетические часы. По этому показателю он на 15 лет моложе, чем можно было бы ожидать^[66]. В контрасте с этим, у людей моложе 80 лет все районы мозга и клетки мозга имеют, по всей видимости, примерно одинаковый эпигенетический возраст.^[66][67] Это свидетельствует, что мозжечок лучше защищён от старения, что в свою очередь объясняет, почему мозжечок демонстрирует меньше невропатологических признаков возрастной деменции по сравнению с другими областями мозга.

Другое

Проводятся исследования по созданию биомаркеров старения, систем их обнаружения и систем компьютерной обработки данных для измерения биологического возраста мозга. К примеру, компьютерные программы на основе методов глубокого обучения могут анализировать снимки магнитно-резонансной томографии и оценивать возраст мозга с относительно высокой точностью, что среди прочего позволяет обнаруживать ранние признаки болезни Альцгеймера и различные нейроанатомические паттерны неврологических расстройств^{[англ.][68]}.

Замедление эффектов старения

Подробное рассмотрение темы: Продление жизни § Стратегии продления жизни

Современный уровень биомедицинских технологий не позволяет остановить и обратить вспять старение. Однако существуют способы замедлить и ослабить проявление его симптомов. Между учёными нет консенсуса об эффективности нижеприведённых способов, но существуют исследования, говорящие об их общей полезности:

• Высокий уровень образования^[20][69].
• Физические упражнения^{[англ.][70][71][72]}.
• Вовлечённость в интеллектуальную активность (к примеру, интеллектуальное чтение или решение кроссвордов)^[71][73].
• Вовлечённость в социальные взаимодействия, поддержание дружеских связей^[71][74].
• Здоровое питание, включающее омега-3-ПНЖК^[75][76][77], защитные антиоксиданты^[19], флавонол^[англ.]-содержащие продукты^[78], а также, вероятно, антоциан- и флаванон^[англ.]-содержащие продукты^[79][80]. (Флавонолы и флаваноны - это классы флавоноидов.) Более обще, паттерн питания, схожий со средиземноморской диетой^[81][82].
• Ограничение стрессовости, адекватный сон, контроль за сенсорными нарушениями (managing sensory impairments), отсутствие курения, ограничение потребления алкоголя, защита мозга, профилактика сердечно-сосудистых болезней^[71].
• Избегание холинолитических препаратов^[71].
• Ряд фармакологических стратегий сейчас находится в процессе исследований. К примеру, исследование вещества никотинамид рибозид^{[англ.][72][83]}.
• Ограничение потребления калорий и интервальное голодание (по крайней мере в случае животных вплоть до обезьян, исследования на людях не известны)^[72].
• Микробиом также играет важную роль. Учёные установили, что трансплантация фекальной микробиоты от молодых мышей пожилым существенно омолаживает биомаркеры мозга последних^[84][85]. На микробиом можно повлиять посредством диеты и других факторов. Хороший эффект дают пробиотики наподобие L. plantarum^{[англ.][86]}.

Когнитивный резерв

Основная статья: Когнитивный резерв

Способность индивидуального человека не демонстрировать признаков когнитивного старения несмотря на постепенно идущее старение мозга называют когнитивным резервом^[22][69]. Из этого подхода следует, что два пациента могут иметь идентичные патологии мозга, но один человек демонстрирует заметные клинические симптомы, а мозг другого функционирует относительно нормально. Исследования когнитивного резерва выявили специфические биологические и генетические факторы, а также факторы окружающей среды, которые делают некоторых людей более устойчивыми к когнитивному упадку по сравнению со статистическим большинством.

Исследования

Супердолгожители

Недавно начали проводиться лонгитюдные научные исследования для выявления защитных факторов против негативных эффектов старения, включающие генетический анализ долгожителей и их потомков. В частности, было установлено, что ген CETP^[англ.] связан с более медленным когнитивным снижением и защитой от болезни Альцгеймера^[87]. Более детально, люди, которые в гене CETP гомозиготны по валину (но не геторозиготны) имеют на 51% меньшее возрастное снижение памяти по сравнению с референтной группой после выравнивания по демографическим факторам и по состоянию с APOE^[87].

Исследование монахинь

"Исследование монахинь на старение и болезнь Альцгеймера^[англ.]" началось в 1986 году с целью проследить жизненный путь 678 монахинь католической церкви и зафиксировать различные проявления старения. Исследование финансируется Национальным институтом США по проблемам старения (NIA). Среди прочего, учёные просмотрели автобиографические эссе, которые монахини написали при присоединении к Сестринству. Исследователи сделали вывод, что плотность мыслей и лингвистическая плотность (сложность словооборотов, живость языка, беглость) являются существенным предсказателем пониженного риска развития болезни Альцгеймера в старости. И наоборот, пониженная плотность идей существенно ассоциируется с повышенной церебральной атрофией и бо́льшим количеством нейрофибриллярных клубков в будущем^[88].

В 1994 году в США началось Исследование религиозных орденов^[англ.], первоначальное финансирование которого также было предоставлено NIA.

Исследование гипоталамуса и гормона гонадолиберин

Существует предположение, что воспаление гипоталамуса может быть связано со старением всего организма. В исследовании 2013 года группа учёных сфокусировалась на исследовании активности белкового комплекса NF-κB в мозгу мышей. Наблюдение показало, что данный белковый комплекс активизируется по мере старения. Эта активация не только влияет на старение, но и на гормон гонадолиберин (GnRH), который продемонстрировал антистаренческие свойства будучи вколотым вне гипоталамуса, но в то же время проявившим противоположные свойства, если его ввести в гипоталамус. Нужно ещё некоторое время, прежде чем можно будет применять гонадолиберин на людях, так как для понимания его анти-возрастных свойств нужны дополнительные исследования^[89].

Исследование воспаления

Исследование на мышах обнаружило, что миелоциты в них двигают воспалительные элементы в группе заболеваний, связанных с воспалением мозга. Однако это может быть предотвращено через ингибирование EP2 сигналинга клеток^[90][91].

Исследование спинномозговой жидкости

Спинномозговая жидкость циркулирует в субарахноидальном пространстве вокруг головного мозга и в его желудочках, а также вокруг спинного мозга

Исследование показало, что введение компонентов спинномозговой жидкости (ликвора) из окружения мозговых клеток молодых мышей в мозг старых мышей омолаживает у тех ряд характеристик мозга. Это свидетельствует, что ликвор имеет свою роль в протекании старения мозга. Среди прочего, исследование определило белок FGF17^[англ.] как ключевую цель для потенциальной терапии, в том числе для антистарения^[92].

Субарахноидальная лимфатическая мембрана^[англ.], об открытии которой было объявлено в 2023 году, вероятно, играет роль в функционировании ликвора как защитный барьер и стоянка иммунных клеток, мониторящих мозг на предмет инфекции и воспаления. Предполагается, что эта мембрана существенно вовлечена в основные мозговые болезни и в старение мозга^[93].

Различия в ходе протекания старения мозга между людьми

Для некоторых демографических групп людей ход когнитивного старения может отличаться. Это может быть связано с разными условиями жизни и с ограниченным доступом к медицинской помощи, вследствие чего мозг может получать ущерб от других проблем со здоровьем в организме.

Социально-экономические факторы

Социоэкономический статус^[англ.] определяется взаимодействием социальных и экономических факторов. Исследование показало, что социально-демографические факторы в некоторой степени коррелируют с когнитивным профилем престарелых людей^[94]. Это может быть объяснено тем, что семьи с более высоким социально-экономическим статусом (СЭС) имеют ресурсы для того, чтобы с раннего возраста стимулировать у детей когнитивное развитие. У детей из семей с низким СЭС относительно небольшое изменение в доходах родителей ассоциируется со значительными изменениями в регионах коры мозга, связанных с языком, чтением, исполнительными функциями, пространственным ориентированием. В то же время у детей из семей с высоким СЭС относительно небольшое изменение в доходах родителей ассоциируется только с небольшими изменениями в этих мозговых регионах^[95]. Что касается глобальной мозговой толщины коры, дети с более низким СЭС с возрастом имеют криволинейное уменьшение толщины коры, в то время как дети с высоким СЭС имеют более крутое линейное уменьшение толщины коры, что свидетельствует о том, что синаптический прунинг в последней группе проходит более эффективно. Это особенно заметно в левой веретенообразной извилине и в левой верхней височной извилине^[англ.], которые являются ключевыми регионами для овладения языковыми навыками и грамотностью ^[96].

Исследование показало, что участники американской программы льготной покупки продуктов в среднем имеют более плохую память, чем "непользователи", но при этом демонстрируют более низкие темпы её снижения^[97][98].

Пол

Продолжительность жизни в России с подсчитанной межполовой разницей^[99]

У женщин результаты теста "Краткая шкала оценки психического статуса" с возрастом в среднем снижаются в слегка более быстром темпе по сравнению с мужчинами^[100]. Мужчины с лёгкими когнитивными нарушениями^[англ.] имеют тенденцию иметь больше микроструктурных повреждений чем женщины с таким же диагнозом. Предположительно мужчины имеют больший когнитивный резерв, чем женщины, благодаря большему размеру мозга и нейронной плотности. Вследствие этого женщины имеют тенденцию проявлять симптомы когнитивного ослабления при более низком пороге накопления повреждений^[101]. Этот эффект, по-видимому, смягчается уровнем образования - хорошее образование ассоциируется с более поздним диагнозированием лёгких когнитивных нарушений^[102]. Исследований по выявлению характерного паттерна ослабления с возрастом когнитивной функциональности у трансгендерных людей на данный момент не известно.

Раса

Афроамериканцы

Ожидаемая продолжительность жизни в США в зависимости от расы^[103]

Процент выживших в зависимости от расы и пола в условиях США 2019 года^[104]

В Соединённых Штатах афроамериканцы непропорционально имеют метаболические нарушения. Это имеет множественные последствия, наиболее заметное среди которых - проблемы с cердечно-сосудистой системой, что в свою очередь является фактором, влияющим на нейрокогнитивные функции^[105]. Внимание, вербальное обучение и набор других когнитивных функций в той или иной степени зависят от диастолического кровяного давления, уровней триглицеридов и холестерина высокой плотности ("хорошего холестерина")^[106].

Латиноамериканцы

В США латиноамериканцы наиболее слонны к развитию метаболического синдрома: сочетание высокого кровяного давления, высокого уровня сахара в крови, повышенного уровня жиров и абдоминального ожирения не только увеличивает риск сердечно-сосудистых проблем и диабета 2-го типа, но также ассоциируются с более низкими нейрокогнитивными^[англ.] функциями в среднем возрасте^[107]. Это имеет место даже несмотря на то, что ожидаемая продолжительность жизни для латиноамериканцев в США выше, чем для белого и афроамериканского населения^[108][109].

Если рассматривать распространённость аллелей гена apoE, то аллель ɛ4, повышающая риск к деменции, более распространена среди латиноамериканского населения Карибских островов (кубинцы, доминиканцы, пуэрториканцы: 12,6–17,5 %) и реже встречается среди материковых латиноамериканцев (мексиканцы, жители Центральной и Южной Америк: 11,0–11,2 %). Но в то же время частота нейрозащитной аллели ɛ2 также повышена среди карибских латиноамериканцев (5,2–8,6 %) и понижена среди материковых латиноамериканцев (2,9–3,9 %). Среди материковых латиноамериканцев наиболее распространена "срединная" аллель ɛ3: 85,2–86,2 % по сравнению с 73,9–81,5 % у карибских латиноамериканцев^[110].

Коренные народы

Малые коренные народы часто остаются за рамками различных исследований. Обзор исследований по коренному населению Австралии, Бразилии, Канады и США выявил различные скорости не связанного с деменцией снижения когнитивных способностей с возрастом - от 4,4 до 17,7 %^[111]. Эти результаты следует рассматривать с учётом возможной культурной предвзятости нейрокогнитивных тестов, различного состояния здоровья, плохого доступа к медицинскому обслуживанию, более низкого уровня образования и подобное^[112].

См. также

• Ключевые механизмы старения
• Продление жизни
• Непрерывное образование
• Хронология исследования старения
• Нейропсихологическая диагностика
• Теория надёжности старения и долголетия
• Старение (биология)
• Контроль старения^[англ.]
• Терапия сенсорной стимуляцией^[англ.]
• Теория старения вследствие повреждений ДНК^[англ.]
• Неврология старения^[англ.]