Τι συμβαίνει στον εγκέφαλο σε 30, 40 και 70 χρόνια
Η δουλειά μας αφορά τύπους εγκεφαλικής δραστηριότητας, αλλά η εστίαση είναι δική μου
Το επίκεντρο της έρευνάς μας ήταν η ηλικίαΟι διαφορές είναι η δραστηριότητα στη λειτουργία του εγκεφάλου σε νεαρά και ηλικιωμένα άτομα. Αυτό το θέμα είναι σημαντικό λόγω των νευροεκφυλιστικών ασθενειών που σχετίζονται με τη γήρανση (νόσος Alzheimer και νόσος του Πάρκινσον, άνοια). Δεν υπάρχει θεραπεία ως τέτοια, αλλά είναι πολύ σημαντικό να εντοπιστεί έγκαιρα η ασθένεια και να ξεκινήσει η αποκατάσταση.
Ο εγκέφαλος υφίσταται πολλά καθώς γερνάμε.αλλάζει, όπως ολόκληρο το σώμα. Μπορούν να είναι τόσο δομικά όσο και λειτουργικά. Δομικές είναι αλλαγές στη λειτουργία ενός οργάνου. Η πλαστικότητα του εγκεφάλου αλλάζει επίσης - γι' αυτό μαθαίνουμε, όχι μόνο αποκτούμε γνώση, αλλά και κινητικές δεξιότητες. Αυτή η ιδιότητα υποφέρει επίσης με την πάροδο του χρόνου και επηρεάζει τόσο τις κινητικές όσο και τις γνωστικές λειτουργίες.
Πώς ο εγκέφαλος στους ηλικιωμένους αντισταθμίζει τη γήρανση των οργάνων
Ο εγκέφαλος είναι ένα όργανο που αποτελείται από πολλάμερίδια. Ο κινητικός φλοιός περιέχει τις πιο πολύτιμες πληροφορίες για το πώς επεξεργάζεται τις κινήσεις. Επομένως, σύμφωνα με τα σήματα της ηλεκτρικής δραστηριότητας του εγκεφάλου, που λαμβάνονται ακριβώς από τον κινητικό φλοιό, είναι δυνατόν να ληφθούν πολλά αποτελέσματα, να εντοπιστούν μοτίβα που σχετίζονται με την κίνηση. Κάθε μία από αυτές τις περιοχές είναι υπεύθυνη για κάτι διαφορετικό και οι κινήσεις δεν επεξεργάζονται μόνο στον κινητικό φλοιό, αλλά αφορούν και άλλες περιοχές ανάλογα με την ηλικία.
«Ο εγκέφαλος είναι ένα όργανο που αποτελείται από πολλούς λοβούς»
Ο ηλεκτρισμός λαμβάνεται από τους νευρώνες - άρα είναι ο ένας τον άλλονεπικοινωνήστε με έναν φίλο. Μεταδίδεται μέσω συνδέσεων με άλλους νευρώνες και σχηματίζει ένα μοτίβο. Υπάρχουν επίσης μελέτες για χημικές ενώσεις που εμφανίζονται μεταξύ νευρώνων, μπορούν επίσης να μελετηθούν.
Οι δομικές αλλαγές στον εγκέφαλο σχετίζονται με τον όγκολευκή και φαιά ουσία. Το γκρι είναι η ουσία του εγκεφάλου, που αποτελείται από ένα σώμα νευρώνων. Αυτό είναι το εξωτερικό κέλυφος του εγκεφάλου, η λευκή ουσία είναι κυρίως μέσα και καλύπτεται με φαιά ουσία. Δεν υπάρχουν νευρώνες στη λευκή ουσία, αλλά υπάρχουν συνδέσεις μεταξύ νευρώνων - συνάψεων.
Στη λειτουργική μαγνητική τομογραφίαΣτον εγκέφαλο ενός υγιούς ηλικιωμένου ασθενούς και ενός ασθενούς με Alzheimer, μπορείτε να δείτε τον βαθμό απώλειας της φαιάς ουσίας με την ηλικία - αυτό είναι φυσιολογικό. Αλλά στη νόσο του Αλτσχάιμερ, υπάρχουν πολλές κόκκινες περιοχές. Αυτό αναφέρεται στην απώλεια της φαιάς ουσίας κατά περισσότερο από 4%, που είναι πολύ περισσότερο από ό,τι με την κανονική γήρανση. Η φαιά ουσία περιέχει νευρώνες, επομένως ο εγκέφαλος δεν μπορεί να λειτουργήσει όπως παλιά. Και σε ηλικιωμένους ασθενείς, οι απώλειες δεν υπερβαίνουν το 2% - αυτό είναι εντός του φυσιολογικού εύρους.
Η λευκή ουσία περιέχει συνάψειςδεν υπάρχουν νευρώνες σε αυτό, αλλά μειώνεται επίσης σε όγκο με την ηλικία. Στις σαρώσεις ενός 25χρονου και ενός άνδρα 75 ετών, οι λευκές περιοχές υποδηλώνουν απώλεια λευκής ουσίας - πιο συχνά χάνονται λόγω γήρανσης. Αυτή είναι μια φυσιολογική διαδικασία κατά την οποία ο εγκέφαλος επανασυνδέεται.
Εικονογραφήσεις ενός άνδρα 25 και 75 ετών
Όταν μιλάμε για λειτουργικές αλλαγές, έχουνενόψει των αλλαγών στις δομές του δικτύου που σχηματίζονται στον εγκέφαλο. Η δομή του δικτύου μπορεί να κατασκευαστεί και να ανιχνευθεί αναλύοντας την ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου, που είναι αυτό που κάνουμε. Ο κύριος δείκτης γήρανσης είναι η αποσύνθεση ή η μείωση του αριθμού των συνδέσεων, αλλά ταυτόχρονα, παρατηρείται αύξηση των συνδέσεων μεταξύ διαφορετικών δικτύων. Ο εγκέφαλος λοιπόν θέλει να αντισταθμίσει την απώλεια σύνδεσης προκειμένου να διατηρήσει τη λειτουργικότητά του. Αυτό ονομάζεται αντισταθμιστική συνάρτηση.
Στο δίκτυο των λειτουργικών συνδέσεων μεταξύ μικρών και μεγάλωνσε ένα άτομο χωρίς σοβαρές νευρολογικές παθήσεις, η διαφορά είναι άμεσα ορατή. Στους νέους, το δίκτυο λειτουργικών συνδέσεων αποτελείται από τέσσερις μεγάλες συστάδες. Ταυτόχρονα, τα δίκτυα διαλύονται με την ηλικία, οι συνδέσεις σε κάθε δίκτυο γίνονται πιο αδύναμες, γεγονός που οδηγεί στη διάσπαση του δικτύου σε πολλά υποδίκτυα. Ωστόσο, οι συνδέσεις μεταξύ των δικτύων είναι πολύ ισχυρότερες από αυτές των νέων. Αυτό είναι ακριβώς το παράδειγμα του αντισταθμιστικού μηχανισμού.
Λειτουργικές αλλαγές στον εγκέφαλο δύο ασθενών
Πώς εξετάζεται ο εγκέφαλος
Έχουμε ένα πειραματικό εργαστήριο που βασίζεται σετα οποία πραγματοποιούμε πειράματα καταγραφής ηλεκτροεγκεφαλογραφικών σημάτων σε διάφορες ομάδες ατόμων. Μπορούν να γραφτούν για διαφορετικούς σκοπούς, αλλά θα μιλήσω για κινητικές λειτουργίες.
Το καπάκι διευκολύνει την εισαγωγή των ηλεκτροδίων, τα οποίαδιαβάζει σήματα από διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου. Κόκκινα τετράγωνα και κύκλοι επισημαίνουν εκείνα τα κανάλια που εισέρχονται στην αισθητικοκινητική περιοχή. Μεταφέρουν τις πιο σημαντικές πληροφορίες για το πώς ενεργοποιείται ο εγκέφαλος τη στιγμή της κίνησης. Ταυτόχρονα, η κινητική δραστηριότητα είναι μια πολύ χαλαρή έννοια, δεν είναι μόνο η εκτέλεση κινήσεων, αλλά και ο σχεδιασμός τους.
Πώς μετριέται η ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου;
Τα πρότυπα αυτών των τύπων δραστηριότητας είναι αρκετά παρόμοια, αλλά πρέπει να είναι σε θέση να τα διακρίνουν. Ως εκ τούτου, ασχολούμαστε με τη δημιουργία ενός καλού ταξινομητή και διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή.
Στα πειράματα, γράφουμε μια καταχώρηση φόντου, έτσιπου ονομάζονται ηχογραφήσεις κατάστασης ηρεμίας, κατά τις οποίες ένα άτομο κάθεται με τα χέρια σταυρωμένα ήρεμα. Τα μάτια του είναι ανοιχτά, ακούει λίγη μουσική και σας ζητάμε να μην σκεφτείτε κάτι συγκεκριμένο, ώστε να μην υπάρχουν θόρυβοι στους δίσκους του ηλεκτροεγκεφαλογράμματος.
Είσοδος κατάστασης ηρεμίας
Στην καταγραφή του ηλεκτροεγκεφαλογράμματος, οι αριθμοί σημαίνουν, σεσε ποιο μέρος του εγκεφάλου βρίσκονται. Το C3 είναι το αριστερό ημισφαίριο, το C4 είναι το δεξί ημισφαίριο. Υπάρχει μια πολύ γνωστή επίδραση στην ετερόπλευρη κίνηση της κινητικής δραστηριότητας - αν μετακινήσετε το αριστερό σας χέρι, ενεργοποιείται το δεξί ημισφαίριο και αντίστροφα. Επομένως, είναι σημαντικό να γράψετε μια πλήρη διάταξη.
Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα καταγραφής
Στη γραμμή χρόνου από 0 έως 40 δευτερόλεπτα, επισημαίνονται τρία σήματαθραύσματα, όπου ένα άτομο έκανε κινήσεις - σφίγγοντας και ξεσφίγγοντας το χέρι του. Τίποτα δεν είναι ορατό στα πρωτογενή σήματα. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να εφαρμοστούν μέθοδοι ανάλυσης σήματος, και μια από τις πιο κλασικές μεθόδους είναι η ανάλυση χρόνου-συχνότητας.
Ανάλυση χρόνου-συχνότητας
Μια φωτεινή εικόνα είναι μια επιφάνεια, περιέχειπληροφορίες για τις ενέργειες κάθε περιοχής συχνοτήτων. Πάνω είναι ένα κομμάτι του σήματος EEG, η κόκκινη κάθετη γραμμή σηματοδοτεί τη στιγμή που πέρασε το ηχητικό σήμα - μετά από αυτό το άτομο έκανε μια κίνηση. Η πράσινη λωρίδα στην επιφάνεια αντιστοιχεί στον άλφα ρυθμό. Μετρήσαμε την επιφάνεια και υπολογίσαμε ότι η πράσινη μπάρα είναι περίπου στην περιοχή από 8 έως 14 Hertz, που αντιστοιχεί σε ρυθμούς άλφα.
Ο ρυθμός άλφα είναι ο βασικός ρυθμός του εγκεφάλουη οποία είναι υπεύθυνη για μεγάλο αριθμό εργασιών. Στο πλαίσιο της κινητικής δραστηριότητας, μεταφέρει επίσης έναν πολύ μεγάλο όγκο πληροφοριών για το πώς ο εγκέφαλος αντιμετωπίζει τις κινήσεις μας. Για παράδειγμα, είναι γνωστό ότι όταν ένα άτομο κάνει μια κίνηση, ο ρυθμός άλφα χάνει ενέργεια και αυτό ονομάζεται αποσυγχρονισμός του ρυθμού άλφα.
Διαφορές ηλικίας
Η εικόνα, όπου παρουσιάζονται δύο καμπύλες, είναι οι μέσες ενέργειες του άλφα ρυθμού. Η πράσινη γραμμή είναι νεαρά άτομα από 18 έως 35 ετών, η κόκκινη λωρίδα είναι ηλικιωμένα άτομα ηλικίας 55-70 περίπου.
Στην αριστερή πλευρά, η διαφορά δεν είναι ιδιαίτερα εμφανής, αλλάαν κοιτάξετε στο δεξί χέρι, μπορείτε να δείτε ότι ο ρυθμός άλφα μετά το σήμα, που είναι στο μηδέν, εμπίπτει και στις δύο ομάδες, η ενέργεια μειώνεται, εμφανίζεται αποσυγχρονισμός.
Ανάλυση χρόνου-συχνότητας
Αλλά στα νέα θέματα, αυτός ο αποσυγχρονισμόςδιαρκεί μέχρι το τέλος της κίνησης και ο ρυθμός άλφα αποκαθίσταται αφού το άτομο ανοίξει το χέρι του. Σε μεγαλύτερα θέματα, ο ρυθμός άλφα αρχίζει να επανέρχεται στο μηδέν αμέσως μετά το σφίξιμο του χεριού του.
Είναι δυνατό να μετρηθούν, να αξιολογηθούν οι διαφορές ηλικίας καιένας άλλος τρόπος. Για παράδειγμα, η ταχύτητα μιας αντίδρασης κινητήρα. Λέγεται συχνά ότι οι ηλικιωμένοι έχουν μειωμένη ταχύτητα αντίδρασης, κίνησης, αντίδρασης και συντονισμού. Πώς γίνεται όμως;
Ο χρόνος αντίδρασης είναι το πόσο γρήγοροι είναι οι νευρώνες στο κεφάλι σας.αρχίζουν να ενεργοποιούνται αφού ένα άτομο κάνει μια κίνηση. Αυτό το μετρήσαμε για νέους και για μεγαλύτερα άτομα. Τα κόκκινα τετράγωνα δείχνουν κίνηση, χρόνο αντίδρασης για μεγαλύτερα άτομα. Μπλε χρώμα - για νεαρά θέματα. Αποδείχθηκε ότι στους ηλικιωμένους ο χρόνος αντίδρασης είναι πάντα μεγαλύτερος από ότι στους νέους τόσο για το αριστερό όσο και για το δεξί χέρι. Και σε νεαρά άτομα, ο χρόνος αντίδρασης στο δεξί χέρι είναι πολύ χαμηλότερος από τον χρόνο αντίδρασης στο αριστερό χέρι. Και αυτό είναι λογικό, γιατί στο δείγμα μας υπάρχουν μόνο δεξιόχειρες.
Παρατηρούμε επίσης την πλαστικότητα της δεξιότητας:Όσο περισσότερο εκπαιδεύεται μια κινητική δεξιότητα, τόσο πιο γρήγορα υποβαθμίζεται με την ηλικία. Η ικανότητα του αριστερού χεριού των δεξιόχειρων δεν είναι ιδιαίτερα εκπαιδευμένη, επομένως η υποβάθμιση είναι αργή και η ικανότητα του δεξιού χεριού τον πιάνει. Αυτό οδηγεί σε ηλικιακή αμφιδεξιότητα, ίση ανάπτυξη των λειτουργιών και των δύο χεριών. Αλήθεια, στην περίπτωση των ηλικιωμένων, δυστυχώς, αυτό σημαίνει ότι είναι εξίσου κακοί στο να κάνουν κινήσεις και με τα δεξιά και με τα αριστερά.
Στην παρακάτω φωτογραφία, η μπλε εικόνα είναι οι σύνδεσμοι μεταξύ τουςδιαφορετικά κανάλια, είναι πιο δυνατά στους νέους παρά στους ηλικιωμένους. Στην κόκκινη εικόνα, οι συνδέσεις που είναι ισχυρότερες στους ηλικιωμένους από τους νέους - και μπορείτε να δείτε ότι είναι διαφορετικοί. Σε νεότερους ανθρώπους, οι συνδέσεις είναι ισχυρότερες στην ινιακή-βρεγματική, μετωπιαία και μέση γραμμή.
Δίκτυο λειτουργικών συνδέσεων δύο οργάνων
Στους ηλικιωμένους, η κύρια δραστηριότητα μετατοπίζεται προς τα εμπρός,στη μετωπιαία βρεγματική ζώνη, αμφοτερόπλευρος κροταφικός λοβός. Αυτό το συμπέρασμα μπορεί να εξαχθεί από την ανάλυση του ηλεκτροεγκεφαλογράμματος που καταγράφηκε τη στιγμή πριν από την έναρξη της κίνησης μετά το σήμα, στο διάστημα που ακούστηκε το σήμα και το άτομο δεν είχε ακόμη αρχίσει να κινεί το χέρι του. Αυτό το τμήμα περιέχει πολλές σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τον προγραμματισμό κίνησης και την απόκριση σε ένα σήμα.
Νικήστε το Αλτσχάιμερ
Мы можем сделать вывод, что с возрастом снижается την αποτελεσματικότητα αυτών των νευρικών μηχανισμών που επεξεργάζονται την κινητική δραστηριότητα. Επίσης στην ομάδα ελέγχου, με βάση ποιες ζώνες ενεργοποιούνται στους ηλικιωμένους και στους νέους, η κινητική μνήμη λειτουργεί ενεργά στους τελευταίους.
Η κινητική μνήμη είναι ο τρόπος με τον οποίο θυμάται ο εγκέφαλοςδιαφορετικές κινήσεις. Και αντί να εκτελεί εκ νέου την κίνηση κάθε φορά, αντλεί έναν πόρο από τη μνήμη του κινητήρα, και αυτό του επιτρέπει να αντιδρά πιο γρήγορα. Οι αθλητές έχουν πολύ ανεπτυγμένη κινητική μνήμη γιατί εκπαιδεύουν την ταχύτητα αντίδρασης και τις κινητικές τους δεξιότητες.
Οι ηλικιωμένοι δεν έχουν αυτήν την, κινητική μνήμηλειτουργεί χειρότερα, επομένως κάθε κίνηση πρέπει να γίνει ξανά. Εξαιτίας αυτού, η ταχύτητα της κινητικής αντίδρασης και η σοβαρότητα του αποσυγχρονισμού, που λειτουργεί ως δείκτης της κινητικής δραστηριότητας, μειώνεται.
Δύο είδη γήρανσης
Υπάρχει η άποψη ότι για τους ηλικιωμένους, ασθένειεςΤο Αλτσχάιμερ και η άνοια είναι φυσιολογικά. Για κάποιο λόγο, πιστεύεται ότι με την ηλικία αναπτύσσονται ότι δεν υπάρχει τίποτα παθολογικό σε αυτό. Αλλά αυτό δεν είναι έτσι - ονομάζονται νευροεκφυλιστικές για κάποιο λόγο.
Με την κανονική γήρανση, ο όγκος του λευκού μειώνεται καιφαιά ουσία. Μειώνεται όμως με διαχειρίσιμο τρόπο και όχι τόσο δραματικά όσο στη νόσο του Αλτσχάιμερ. Αυτή η ασθένεια έχει καταστροφικές συνέπειες για τον εγκέφαλο: πρακτικά δεν υπάρχει φαιά ουσία και ο όγκος της λευκής ουσίας μειώνεται. Δυστυχώς, δεν υπάρχουν επί του παρόντος στρατηγικές για τη θεραπεία νευροεκφυλιστικών ασθενειών. Ένα επείγον καθήκον τώρα είναι η ανάπτυξη μεθόδων για την έγκαιρη ανίχνευση σημείων αυτών των ασθενειών.
Διαβάστε περισσότερα:
Το σήμα Starlink παραβιάστηκε για να χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική λύση στο GPS
Η NASA αποκάλυψε την προέλευση της Haumea - του πιο μυστηριώδους πλανήτη στο ηλιακό σύστημα
Οι φυσικοί σπάνε το τυπικό κβαντικό όριο με το «Quantum Horror»