Mi történik az aggyal 30, 40 és 70 év múlva
Munkánk bizonyos típusú agyi tevékenységekkel foglalkozik, de a fókusz az enyém
Kutatásunk középpontjában az életkor állta különbségek a fiatal és idősek agyműködésében mutatkozó aktivitásban mutatkoznak meg. Ez a téma az öregedéssel összefüggő neurodegeneratív betegségek (Alzheimer-kór és Parkinson-kór, demencia) miatt fontos. Nincs gyógymód önmagában, de nagyon fontos a betegség korai felismerése és a rehabilitáció megkezdése.
Az agy sok mindenen megy keresztül, ahogy öregszünk.változásokat, mint az egész testet. Lehetnek szerkezeti és funkcionálisak is. A strukturális változások egy szerv működésében. Az agy plaszticitása is megváltozik – ennek köszönhető, hogy tanulunk, nem csak tudásra teszünk szert, hanem motoros készségekre is. Ez a tulajdonság idővel szintén szenved, és mind a motoros, mind a kognitív funkciókat érinti.
Hogyan kompenzálja az idősek agya a szervek öregedését
Az agy több szervből álló szervmegoszt. A motoros kéreg tartalmazza a legértékesebb információkat arról, hogyan dolgozza fel a mozgásokat. Ezért az agy elektromos aktivitásának pontosan a motoros kéregből vett jelei alapján nagyon sok eredményt lehet elérni, a mozgáshoz kapcsolódó mintákat azonosítani. Ezen területek mindegyike másért felelős, és a mozgások nem csak a motoros kéregben dolgoznak fel, hanem életkortól függően más területeket is érintenek.
"Az agy több lebenyből álló szerv"
Az elektromosságot a neuronoktól veszik – tehát egymáséiс другом общаются. Оно по связям передается другим нейронам и формирует паттерн. Также есть исследования химических соединений, которые возникают между нейронами, их тоже можно изучать.
Az agy szerkezeti változásai a térfogathoz kapcsolódnakfehér és szürke anyag. A szürke az agy anyaga, amely idegsejtek testéből áll. Ez az agy külső héja, a fehérállomány többnyire belül van, és szürkeállomány borítja. A fehérállományban nincsenek neuronok, de az idegsejtek között vannak kapcsolatok - szinapszisok.
A funkcionális mágneses rezonancia képalkotásrólEgy egészséges idős beteg és egy Alzheimer-kóros beteg agyában látható a szürkeállomány elvesztésének mértéke az életkorral – ez normális. De az Alzheimer-kórban sok vörös terület van. Ez a szürkeállomány több mint 4%-os elvesztésére utal, ami sokkal több, mint normál öregedés esetén. A szürkeállomány neuronokat tartalmaz, így az agy nem tud úgy működni, mint korábban. És idős betegeknél a veszteség nem haladja meg a 2% -ot - ez a normál tartományon belül van.
A fehér anyag szinapszisokat tartalmaznincsenek benne neuronok, de az életkorral térfogata is csökken. Egy 25 éves és egy 75 éves férfi felvételein a fehér területek a fehérállomány elvesztését jelzik - gyakrabban az öregedés miatt vesznek el. Ez egy normális folyamat, amelyben az agy újrahuzalozza magát.
Egy 25 és 75 éves férfi felvételei
Ha funkcionális változásokról beszélünk, akkor vannaktekintettel az agyban kialakuló hálózati struktúrák változásaira. A hálózati struktúra az agy elektromos aktivitásának elemzésével építhető fel és detektálható, amit mi csinálunk. Az öregedés fő jelzője a kapcsolatok számának hanyatlása vagy csökkenése, ugyanakkor a különböző hálózatok közötti kapcsolatok növekedése is megfigyelhető. Az agy tehát kompenzálni akarja a kapcsolat elvesztését, hogy fenntartsa működőképességét. Ezt kompenzációs függvénynek nevezzük.
Fiatalok és idősek funkcionális kapcsolati hálójárólsúlyos idegrendszeri betegségekkel nem rendelkező személynél a különbség azonnal látható. A fiataloknál a funkcionális kapcsolatok hálója négy nagy klaszterből áll. Ugyanakkor a hálózatok az életkorral felbomlanak, az egyes hálózatokon belüli kapcsolatok gyengülnek, ami a hálózat több alhálózatra való felbomlásához vezet. Ennek ellenére a hálózatok közötti kapcsolatok sokkal erősebbek, mint a fiataloké. Ez pontosan a kompenzációs mechanizmus szemléltetése.
Funkcionális változások két beteg agyában
Hogyan vizsgálják az agyat
alapján van egy kísérleti laboratóriumunkamelyekkel kísérleteket végzünk elektroencefalográfiás jelek rögzítésére különböző alanycsoportokban. Különböző célokra írhatók, de én a motoros funkciókról fogok beszélni.
A kupak megkönnyíti az elektródák behelyezését, amijeleket olvasni az agy különböző területeiről. Piros négyzetek és körök jelzik azokat a csatornákat, amelyek belépnek a szenzomotoros régióba. Ezek hordozzák a legjelentősebb információt arról, hogy az agy hogyan aktiválódik a mozgás során. A motoros tevékenység ugyanakkor nagyon laza fogalom, nem csak a mozdulatok végrehajtása, hanem azok tervezése is.
Hogyan mérhető az agy elektromos aktivitása?
Az ilyen típusú tevékenységek mintázata meglehetősen hasonló, de meg kell tudniuk különböztetni egymástól. Ezért egy jó osztályozó és agy-számítógép interfész létrehozásával foglalkozunk.
A kísérletekben háttérbejegyzést írunk, ígyúgynevezett nyugalmi állapot felvételek, amelyek során az ember nyugodtan ölbe tett kézzel ül. Szeme nyitva van, zenét hallgat, és arra kérünk Benneteket, hogy ne gondoljatok semmire különösebben, hogy ne legyenek zajok az elektroencefalogramon.
Nyugalmi állapot bejegyzés
Az elektroencefalogram felvételén a számok azt jelentik, inaz agy melyik részében vannak. C3 a bal félteke, C4 a jobb félteke. A motoros aktivitás ellenoldaliságára jól ismert hatása van – ha mozgatja a bal kezét, a jobb agyfélteke aktiválódik, és fordítva. Ezért fontos egy teljes megállapodás megírása.
Elektroencefalogram felvétel
A 0 és 40 másodperc közötti idővonalon három jel van kiemelvetöredékek, ahol egy személy mozdulatokat tett - megszorította és kioldotta a kezét. Semmi sem látható a nyers jeleken. Ezért szükséges a jelelemzési módszerek alkalmazása, és az egyik legklasszikusabb módszer az idő-frekvencia analízis.
Idő-frekvencia elemzés
A fényes kép felület, benne vaninformációkat az egyes frekvenciatartományok energiáiról. Fent az EEG jel egy töredéke látható, a piros függőleges vonal azt a pillanatot jelöli, amikor a hangjelzés áthaladt - utána a személy mozgást tett. A felületen lévő zöld csík az alfa ritmusnak felel meg. Megmértük a felületet, és kiszámítottuk, hogy a zöld sáv megközelítőleg a 8 és 14 hertz közötti tartományban van, ami az alfa ritmusoknak felel meg.
Az alfa-ritmus az agy alapritmusaamely nagyszámú feladatért felel. A motoros aktivitással összefüggésben nagyon nagy mennyiségű információt hordoz arról is, hogy az agy hogyan birkózik meg mozgásainkkal. Például köztudott, hogy amikor egy személy mozgást végez, az alfa ritmus energiát veszít, és ezt az alfa ritmus deszinkronizálásának nevezik.
Korkülönbségek
A kép, ahol két görbe látható, az alfa ritmus átlagos energiáit mutatja. A zöld vonal a 18 és 35 év közötti fiatalokat, a piros csík az 55-70 év közötti időseket jelenti.
A bal oldalon a különbség nem különösebben szembetűnő, deha ránézel a jobb kézre, láthatod, hogy a jelzés utáni alfaritmus, ami nullán van, mindkét csoportba esik, az energia csökken, deszinkronizáció következik be.
Idő-frekvencia elemzés
De a fiatal alanyoknál ez a deszinkronizálása mozgás végéig tart, és az alfa-ritmus helyreáll, miután a személy kinyitotta a kezét. Régebbi alanyoknál az alfa-ritmus nem sokkal a kéz összeszorítása után kezd visszatérni a nullára.
Lehetőség van életkori különbségek mérésére, értékelésére illEgy másik módja. Például a motoros reakció sebessége. Gyakran mondják, hogy az idős emberek reakciósebessége, mozgása, reakciósebessége és koordinációja csökkent. De hogyan történik?
A reakcióidő az, hogy milyen gyorsak a fejedben lévő idegsejtek.azután kezdenek aktiválódni, hogy egy személy mozgást tett. Fiataloknál és idősebbeknél mértük ezt. Piros négyzetek jelzik a mozgást, az idősebb alanyok reakcióidejét. Kék szín - fiatal alanyoknak. Kiderült, hogy az idősebbeknél a reakcióidő mindig hosszabb, mint a fiataloknál mind a bal, mind a jobb kéz esetében. Fiatal alanyoknál pedig a jobb kéz reakcióideje sokkal alacsonyabb, mint a bal kéz reakcióideje. És ez logikus is, mert a mi mintánkban csak jobbkezesek vannak.
Megfigyeljük a készség plaszticitását is:minél jobban edzett egy motoros képesség, annál gyorsabban romlik az életkorral. A jobbkezesek bal kezének ügyessége nem különösebben edzett, így a leépülés lassú, a jobb kéz ügyessége pedig utoléri őt. Ez életkori kétkezességhez, mindkét kéz funkcióinak egyenlő fejlődéséhez vezet. Igaz, az idősebbeknél ez sajnos azt jelenti, hogy egyformán rosszul végeznek jobb- és baloldali mozdulatokat.
Az alábbi képen a kék kép a linkek közöttkülönböző csatornákon, a fiataloknál erősebbek, mint az idősebbeknél. A piros képen azok az összefüggések, amik erősebbek az idősebbeknél, mint a fiataloknál - és látható, hogy mások. Fiatalabbaknál a kapcsolatok erősebbek az occipito-parietalis, frontalis és középvonalban.
Két szerv funkcionális kapcsolatainak hálózata
Időseknél a fő tevékenység előre tolódik,a frontális parietális zónában, kétoldali halántéklebeny. Ezt a következtetést az elektroencefalogram elemzéséből lehet levonni, amelyet a jel utáni mozgás megkezdése előtt rögzítettek, abban az intervallumban, amikor a jel megszólalt, és a személy még nem kezdte el mozgatni a kezét. Ez a szegmens sok fontos információt tartalmaz a mozgástervezésről és a jelre adott válaszadásról.
Győzd le az Alzheimer-kórt
Megállapíthatjuk, hogy az életkorral csökkenezeknek a motoros aktivitást feldolgozó idegi mechanizmusoknak a hatékonysága. Ugyancsak a kontrollcsoportban, amely alapján az időseknél és a fiataloknál milyen zónák aktiválódnak, utóbbiban aktívan működik a motoros memória.
A motoros memória az, ahogyan az agy emlékezikkülönböző mozgások. És ahelyett, hogy minden alkalommal újra végrehajtaná a mozgást, erőforrást merít a motoros memóriából, és ez lehetővé teszi számára, hogy gyorsabban reagáljon. A sportolóknak nagyon fejlett motoros memóriájuk van, mert edzik reakciósebességüket és motoros készségeiket.
Az idősebbeknek nincs ilyen, motoros memóriájukrosszabbul működik, ezért minden mozdulatot meg kell ismételni. Ennek köszönhetően csökken a motoros reakció sebessége és a deszinkronizáció súlyossága, amely a motoros aktivitás markereként működik.
Kétféle öregedés
Van egy vélemény, hogy az idősek, betegségekAz Alzheimer-kór és a demencia normális. Valamilyen oknál fogva úgy gondolják, hogy az életkorral úgy alakulnak, hogy ebben nincs semmi kóros. De ez nem így van – okkal nevezik neurodegeneratívnak.
Normál öregedéssel a fehér mennyisége csökken ésszürkeállomány. De ez kezelhető módon csökken, és nem olyan drámai módon, mint az Alzheimer-kórban. Ez a betegség pusztító következményekkel jár az agyra nézve: gyakorlatilag nincs szürkeállomány, csökken a fehérállomány térfogata. Sajnos jelenleg nincsenek stratégiák a neurodegeneratív betegségek kezelésére. Sürgős feladat jelenleg e betegségek tüneteinek korai felismerésére szolgáló módszerek kidolgozása.
Olvass tovább:
A Starlink jelet feltörték, hogy a GPS alternatívájaként használják
A NASA feltárta a Haumea eredetét - a Naprendszer legtitokzatosabb bolygóját
A fizikusok átlépték a szabványos kvantumkorlátot a „quantum horrorral”