"Некоторые люди демонстрируют замечательное сохранение функции памяти в позднем взрослом возрасте, в то время как у других наблюдается значительное ухудшение памяти. Изучение этих различий между людьми имеет решающее значение для понимания сложностей старения мозга, в том числе того, как повысить устойчивость и долголетие ", – сказала Александра Трелле, научный сотрудник постдокторантуры из Стэнфордского университета.
Основываясь на исследованиях, посвященных молодому населению, Trelle и его коллеги изучают отзыв памяти у здоровых пожилых людей в рамках Стэнфордского исследования старения и памяти.
В новом исследовании, опубликованном 29 мая в eLife, эта команда обнаружила, что процессы восстановления памяти в мозгу пожилых людей могут быть очень похожи на те, которые ранее наблюдались в мозге молодых людей. Однако для тех пожилых людей, у которых было больше проблем с запоминанием, свидетельств этих процессов было заметно меньше.
Получив лучшее понимание функции памяти у пожилых людей, эти исследователи надеются когда-нибудь сделать возможным более раннее и более точное предсказание того, когда нарушения памяти сигнализируют о повышенном риске деменции.
Поразительное сходство
Когда Энтони Вагнер, профессор социальных наук в Стэнфордской школе гуманитарных и естественных наук, профессор Люси Стерн, был аспирантом Стэнфорда в 90-х годах, он провел некоторые из первых исследований формирования памяти с помощью фМРТ. В то время современные технологии визуализации и анализа позволяли измерять величину активности только в полуторном сантиметровом участке мозга.
Напротив, в текущем исследовании измерялась активность всего мозга с высоким разрешением, и анализ фокусировался не только на величине активности, но и на информации памяти, которая содержится в паттернах мозговой активности.
«Приятно иметь инструменты фундаментальной науки, которые позволяют нам наблюдать, когда воспоминание воспроизводится в сознании человека, и использовать эти нейронные процессы, чтобы объяснить, почему одни пожилые люди запоминают лучше, чем другие», – сказал Вагнер, старший автор книги. бумага. "Как аспирант, я бы никогда не ожидал, что мы когда-нибудь займемся такой наукой."
В ходе эксперимента 100 участникам в возрасте от 60 до 82 лет сканировали мозг, когда они изучали слова в паре с изображениями известных людей и мест.
Затем во время сканирования памяти им подсказали слова, которые они видели, и попросили вспомнить связанную картинку. Тест памяти был разработан для оценки способности человека запоминать определенные ассоциации между элементами события, формы памяти, на которую часто непропорционально влияет старение.
Во время сканирования исследователи заметили, что мозговые процессы, поддерживающие запоминание у пожилых людей, похожи на процессы в более молодом населении: когда люди вспоминают, увеличивается активность гиппокампа – структуры мозга, которая, как давно известно, важна для запоминания событий, – вместе с ней. с восстановлением паттернов активности в коре головного мозга, которые присутствовали при первоначальном переживании события. То есть, запоминание влечет за собой нейронные путешествия во времени, воспроизведение паттернов, которые ранее были установлены в мозгу.
«Поразительно, что мы смогли воспроизвести эту постоянную взаимосвязь между активностью гиппокампа, воспроизведением в коре и воспроизведением памяти, которая ранее наблюдалась только у здоровых молодых людей», – сказал Трелле, ведущий автор книги. бумага. "Фактически, мы могли предсказать, запомнит ли человек в данный момент времени, основываясь на информации, содержащейся в паттернах мозговой активности."
Исследователи обнаружили, что в среднем способность вспоминать снижается с возрастом. Однако критически важно, что независимо от возраста, более сильная активность гиппокампа и воспроизведение в коре головного мозга были связаны с лучшей производительностью памяти.
Это было верно не только для теста памяти, проведенного во время сканирования, но и для тестов памяти, проведенных в другой день исследования. Это интригующее открытие свидетельствует о том, что измерения активности мозга с помощью фМРТ во время воспроизведения памяти выявляют стабильные различия между людьми и могут дать окно в состояние здоровья мозга.
Только начало
Это исследование закладывает основу для многих будущих исследований памяти у пожилых людей в когорте Стэнфордского исследования старения и памяти. Они будут включать работу по дальнейшему детализации процесса создания и воспроизведения памяти, исследования изменения производительности памяти с течением времени и исследования, которые объединяют исследования фМРТ с другими видами данных о состоянии здоровья, такими как изменения в структуре мозга и накопление белков. в головном мозге, которые связаны с болезнью Альцгеймера.
Конечная цель – разработать новые и чувствительные инструменты для выявления людей, которые подвержены повышенному риску болезни Альцгеймера, до того, как произойдет значительное ухудшение памяти.
«Мы начинаем спрашивать, можно ли объяснить индивидуальные различия в способности мысленно путешествовать во времени бессимптомным заболеванием, которое влияет на мозг и предсказывает будущий клинический диагноз», – сказал Вагнер. «Мы надеемся, что наша работа, которая требует тесного сотрудничества в разных дисциплинах, поможет выявить клинические проблемы и улучшить здоровье человека."
Среди других соавторов Стэнфордского университета Валери А. Карр, бывший научный сотрудник постдокторантуры; Скотт А. Герин, бывший научный сотрудник; Моника К. Тхиеу, бывший координатор исследований; Манаси Джаякумар, бывший координатор исследований; Ванцзя Го, бывший координатор исследований; Айеша Надиадвала, бывший координатор исследований; Николь К. Корсо, координатор исследований; Мэдисон П. Хант, координатор исследований; Селия П. Литовский, бывший координатор исследований; Натали Дж. Таннер, бывший координатор исследований; Гейл К. Дойч, клинический профессор неврологии и неврологии; Джеффри Д. Бернштейн, бывший координатор исследований; Марк Б. Харрисон, аспирант; Анна М. Хазензон, бывший аспирант; Цзефэн Цзян, бывший научный сотрудник постдокторантуры; Шэрон Дж.
Ша, клинический доцент неврологии и неврологии; Кэролайн А. Фредерикс, бывший клинический доцент неврологии; Брайан К. Ратт, профессор радиологии; Элизабет С. Мормино, доцент кафедры неврологии и неврологии; и Джеффри А. Керхнер, бывший доцент неврологии и неврологии. Вагнер также является членом Стэнфордского Bio-X и Института нейронаук Ву Цая.
Стэнфордское исследование старения и памяти (SAMS) проводится при поддержке Национального института старения, Стэнфордского центра точного здравоохранения и комплексной диагностики (PHIND) и Стэнфордского института неврологии У Цая.