Que devient le cerveau dans 30, 40 et 70 ans
Notre travail porte sur les types d’activité cérébrale, mais l’objectif de mon
Notre recherche portait sur l'âgeles différences sont l'activité dans le fonctionnement du cerveau chez les sujets jeunes et âgés. Ce sujet est important en raison des maladies neurodégénératives associées au vieillissement (maladie d'Alzheimer et maladie de Parkinson, démence). Il n'y a pas de remède en tant que tel, mais il est très important d'identifier la maladie tôt et de commencer la réhabilitation.
Le cerveau subit de nombreux changements avec l’âge, ainsi que l’ensemble du corps.Ils peuvent être structurels ou fonctionnels. Les changements structurels sont des changements dans le fonctionnement d’un organe.La plasticité du cerveau change également – c’est à cause de cela que nous apprenons, non seulement à acquérir des connaissances, mais aussi des compétences motrices.Cette propriété souffre également avec le temps et affecte à la fois les fonctions motrices et cognitives.
Comment le cerveau des personnes âgées compense le vieillissement des organes
Le cerveau est un organe composé de plusieursactions. Le cortex moteur contient les informations les plus précieuses sur la façon dont il traite les mouvements. Par conséquent, selon les signaux de l'activité électrique du cerveau, extraits précisément du cortex moteur, il est possible d'obtenir de nombreux résultats, d'identifier des schémas associés au mouvement. Chacune de ces zones est responsable de quelque chose de différent, et les mouvements ne sont pas seulement traités dans le cortex moteur, ils impliquent d'autres zones en fonction de l'âge.
« Le cerveau est un organe composé de plusieurs lobes »
L'électricité est tirée des neurones - ils sont donc les uns les autrescommuniquer avec un ami. Il est transmis par des connexions à d'autres neurones et forme un motif. Il existe également des études sur les composés chimiques qui se produisent entre les neurones, ils peuvent également être étudiés.
Les changements structurels dans le cerveau sont liés au volumematière blanche et grise. Le gris est la substance du cerveau, qui consiste en un corps de neurones. C'est l'enveloppe externe du cerveau, la substance blanche est principalement à l'intérieur et est recouverte de matière grise. Il n'y a pas de neurones dans la substance blanche, mais il existe des connexions entre les neurones - les synapses.
Sur l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelleDans le cerveau d'un patient âgé en bonne santé et d'un patient atteint d'Alzheimer, vous pouvez voir le degré de perte de matière grise avec l'âge - c'est normal. Mais dans la maladie d'Alzheimer, il existe de nombreuses zones rouges. Cela fait référence à la perte de matière grise de plus de 4%, ce qui est bien plus qu'avec le vieillissement normal. La matière grise contient des neurones, de sorte que le cerveau ne peut plus fonctionner comme avant. Et chez les patients âgés, les pertes ne dépassent pas 2% - c'est dans la fourchette normale.
La substance blanche contient des synapsesil n'y a pas de neurones, mais il diminue également de volume avec l'âge. Sur les scans d'un homme de 25 ans et d'un homme de 75 ans, les zones blanches indiquent une perte de substance blanche - le plus souvent, elles sont perdues en raison du vieillissement. Il s'agit d'un processus normal dans lequel le cerveau se reconnecte.
Scans d'un homme de 25 et 75 ans
Lorsqu'ils parlent de changements fonctionnels, ils ontcompte tenu des changements dans les structures de réseau qui se forment dans le cerveau. La structure du réseau peut être construite et détectée en analysant l'activité électrique du cerveau, ce que nous faisons. Le principal marqueur du vieillissement est la décroissance ou la diminution du nombre de connexions, mais en même temps, il y a une augmentation des connexions entre les différents réseaux. Ainsi, le cerveau veut compenser la perte de connexion afin de maintenir sa fonctionnalité. C'est ce qu'on appelle la fonction de compensation.
Sur le réseau des connexions fonctionnelles entre jeunes et vieuxchez une personne sans maladies neurologiques graves, la différence est immédiatement visible. Chez les jeunes, le réseau de connexions fonctionnelles se compose de quatre grands clusters. Dans le même temps, les réseaux se désagrègent avec l'âge, les connexions au sein de chaque réseau s'affaiblissent, ce qui conduit à l'éclatement du réseau en plusieurs sous-réseaux. Mais, néanmoins, les liens entre les réseaux sont beaucoup plus forts que ceux des jeunes. C'est précisément l'illustration du mécanisme compensatoire.
Changements fonctionnels dans le cerveau de deux patients
Comment le cerveau est examiné
Nous avons un laboratoire expérimental basé suroù nous menons des expériences sur l'enregistrement de signaux électroencéphalographiques dans divers groupes de sujets. Ils peuvent être écrits à des fins différentes, mais je parlerai des fonctions motrices.
Le capuchon facilite l'insertion des électrodes, ce quilire les signaux provenant de différentes zones du cerveau. Les carrés et les cercles rouges mettent en évidence les canaux qui pénètrent dans la région sensorimotrice. Ils contiennent les informations les plus importantes sur la façon dont le cerveau est activé au moment du mouvement. Dans le même temps, l'activité motrice est un concept très vague, ce n'est pas seulement l'exécution de mouvements, mais aussi leur planification.
Comment mesure-t-on l'activité électrique du cerveau ?
Les modèles de ces types d'activité sont assez similaires, mais ils doivent être capables de faire la distinction. Par conséquent, nous sommes engagés dans la création d'un bon classificateur et d'une interface cerveau-ordinateur.
Dans les expériences, nous écrivons une entrée de fond, c'est ainsi queappelés enregistrements d'état de repos, au cours desquels une personne est assise calmement, les mains jointes. Il a les yeux ouverts, il écoute de la musique et nous vous demandons de ne penser à rien de particulier, afin qu'il n'y ait pas de bruit sur les enregistrements d'électroencéphalogramme.
Entrée de l'état de repos
Sur l'enregistrement de l'électroencéphalogramme, les chiffres signifient, endans quelle partie du cerveau ils se trouvent. C3 est l'hémisphère gauche, C4 est l'hémisphère droit. Il existe un effet bien connu sur la contralatéralité de l'activité motrice - si vous bougez la main gauche, l'hémisphère droit est activé et vice versa. Par conséquent, il est important d'écrire un arrangement complet.
Enregistrement d'électroencéphalogramme
Dans la chronologie de 0 à 40 secondes, trois signaux sont mis en évidencefragments, où une personne a fait des mouvements - serrant et desserrant sa main. Rien n'est visible sur les signaux bruts. Il est donc nécessaire d'appliquer des méthodes d'analyse du signal, et l'une des méthodes les plus classiques est l'analyse temps-fréquence.
Analyse temps-fréquence
Une image lumineuse est une surface, elle contientdes informations sur les énergies de chaque gamme de fréquences. Ci-dessus se trouve un fragment du signal EEG, la ligne verticale rouge marque le moment où le signal sonore est passé - après quoi la personne a fait un mouvement. La bande verte sur la surface correspond au rythme alpha. Nous avons mesuré la surface et calculé que la barre verte se situe approximativement dans la plage de 8 à 14 hertz, ce qui correspond aux rythmes alpha.
Le rythme alpha est le rythme de base du cerveauqui est responsable d'un grand nombre de tâches. Dans le cadre de l'activité motrice, il transporte également une très grande quantité d'informations sur la façon dont le cerveau gère nos mouvements. Par exemple, on sait que lorsqu'une personne fait un mouvement, le rythme alpha perd de l'énergie, on parle alors de désynchronisation du rythme alpha.
Différences d'âge
L'image, où deux courbes sont présentées, représente les énergies moyennes du rythme alpha. La ligne verte correspond aux sujets jeunes de 18 à 35 ans, la bande rouge aux sujets âgés de 55 à 70 ans environ.
A gauche, la différence n'est pas particulièrement flagrante, maissi vous regardez la main droite, vous pouvez voir que le rythme alpha après le signal, qui est à zéro, tombe dans les deux groupes, l'énergie diminue, une désynchronisation se produit.
Analyse temps-fréquence
Mais chez les sujets jeunes, cette désynchronisationdure jusqu'à la fin du mouvement et le rythme alpha est rétabli après que la personne ouvre la main. Chez les sujets plus âgés, le rythme alpha commence à revenir à zéro peu après avoir serré la main.
Il est possible de mesurer, d'évaluer les différences d'âge etautrement. Par exemple, la vitesse d'une réaction motrice. On dit souvent que les personnes âgées ont une vitesse de réaction, de mouvement, de réaction et de coordination réduite. Mais comment cela se passe-t-il ?
Le temps de réaction est la vitesse à laquelle les neurones de votre tête sont.commencer à s'activer après qu'une personne a fait un mouvement. Nous avons mesuré cela pour les jeunes et pour les sujets plus âgés. Les carrés rouges indiquent le mouvement, le temps de réaction pour les sujets plus âgés. Couleur bleue - pour les sujets jeunes. Il s'est avéré que chez les personnes âgées, le temps de réaction est toujours plus long que chez les jeunes pour les mains gauche et droite. Et chez les sujets jeunes, le temps de réaction de la main droite est bien inférieur au temps de réaction de la main gauche. Et c'est logique, car dans notre échantillon il n'y a que des droitiers.
On observe également la plasticité de la compétence :plus une habileté motrice est entraînée, plus elle se dégrade rapidement avec l'âge. L'habileté de la main gauche des droitiers n'est pas particulièrement entraînée, la dégradation est donc lente et l'habileté de la main droite le rattrape. Cela conduit à l'ambidextrie de l'âge, au développement égal des fonctions des deux mains. Certes, dans le cas des personnes âgées, cela signifie malheureusement qu'elles sont également mauvaises pour faire des mouvements à droite et à gauche.
Sur la photo ci-dessous, l'image bleue représente les liens entredifférents canaux, ils sont plus forts chez les jeunes que chez les personnes âgées. Dans l'image rouge, les liens sont plus forts chez les personnes âgées que chez les jeunes - et vous pouvez voir qu'ils sont différents. Chez les personnes plus jeunes, les connexions sont plus fortes dans les lignes occipito-pariétale, frontale et médiane.
Réseau de connexions fonctionnelles de deux organes
Chez les personnes âgées, l'activité principale se déplace vers l'avant,dans la zone pariétale frontale, lobe temporal bilatéral. Cette conclusion peut être tirée de l'analyse de l'électroencéphalogramme enregistré au moment précédant le début du mouvement après le signal, dans l'intervalle où le signal a retenti, et la personne n'avait pas encore commencé à bouger la main. Ce segment contient de nombreuses informations importantes sur la planification des mouvements et la réponse à un signal.
Vaincre Alzheimer
On peut conclure qu'il diminue avec l'âgel'efficacité de ces mécanismes neuronaux qui traitent l'activité motrice. Toujours dans le groupe témoin, en fonction des zones activées chez les personnes âgées et chez les jeunes, la mémoire motrice travaille activement chez ces derniers.
La mémoire motrice est la façon dont le cerveau se souvientdifférents mouvements. Et au lieu de refaire le mouvement à chaque fois, il puise une ressource dans la mémoire motrice, ce qui lui permet de réagir plus vite. Les athlètes ont une mémoire motrice très développée car ils entraînent leur vitesse de réaction et leur motricité.
Les personnes âgées n'ont pas cette mémoire motricefonctionne moins bien, donc chaque mouvement doit être refait. De ce fait, la vitesse de réaction motrice et la gravité de la désynchronisation, qui agit comme un marqueur de l'activité motrice, diminuent.
Deux types de vieillissement
Il y a une opinion que pour les personnes âgées, les maladiesLa maladie d'Alzheimer et la démence sont normales. Pour une raison quelconque, on pense qu'avec l'âge, ils développent qu'il n'y a rien de pathologique à cela. Mais ce n'est pas le cas - ils sont appelés neurodégénératifs pour une raison.
Avec le vieillissement normal, le volume de blanc diminue etmatière grise. Mais il diminue de manière gérable et pas aussi spectaculaire que dans la maladie d'Alzheimer. Cette maladie a des conséquences dévastatrices pour le cerveau : il n'y a pratiquement plus de matière grise, et le volume de matière blanche diminue. Malheureusement, il n'existe actuellement aucune stratégie pour traiter les maladies neurodégénératives. Une tâche urgente est maintenant le développement de méthodes pour la détection précoce des signes de ces maladies.
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