Hva skjer med hjernen om 30, 40 og 70 år
Arbeidet vårt gjelder typer hjerneaktivitet, men fokuset er mitt
Fokus for vår forskning var alderforskjellene er aktivitet i hjernens funksjon hos unge og eldre forsøkspersoner. Dette emnet er viktig på grunn av nevrodegenerative sykdommer assosiert med aldring (Alzheimers sykdom og Parkinsons sykdom, demens). Det finnes ingen kur som sådan, men det er svært viktig å identifisere sykdommen tidlig og starte rehabilitering.
Hjernen gjennomgår mye når vi blir eldre.endringer, som hele kroppen. De kan være både strukturelle og funksjonelle. Strukturelle er endringer i funksjonen til et organ. Hjernens plastisitet endres også - det er på grunn av dette vi lærer, ikke bare får kunnskap, men også motoriske ferdigheter. Denne egenskapen lider også over tid og påvirker både motoriske og kognitive funksjoner.
Hvordan hjernen hos eldre kompenserer for organaldring
Hjernen er et organ som består av flereaksjer. Den motoriske cortex inneholder den mest verdifulle informasjonen om hvordan den behandler bevegelser. Derfor, i henhold til signalene til den elektriske aktiviteten til hjernen, tatt nøyaktig fra den motoriske cortex, er det mulig å oppnå mange resultater, for å identifisere mønstre assosiert med bevegelse. Hvert av disse områdene er ansvarlige for noe forskjellig, og bevegelser behandles ikke bare i den motoriske cortex, de involverer andre områder avhengig av alder.
"Hjernen er et organ som består av flere lapper"
Elektrisitet tas fra nevroner – så de er hverandrekommunisere med en venn. Det overføres gjennom forbindelser til andre nevroner og danner et mønster. Det er også studier av kjemiske forbindelser som oppstår mellom nevroner, de kan også studeres.
Strukturelle endringer i hjernen er knyttet til volumhvit og grå materie. Grå er substansen i hjernen, som består av en kropp av nevroner. Dette er det ytre skallet av hjernen, den hvite substansen er for det meste inne og er dekket med grå substans. Det er ingen nevroner i hvit substans, men det er forbindelser mellom nevroner - synapser.
På funksjonell magnetisk resonansavbildningI hjernen til en frisk eldre pasient og en Alzheimerpasient kan du se graden av gråstofftap med alderen – dette er normalt. Men ved Alzheimers sykdom er det mange røde områder. Dette refererer til tap av grå substans med mer enn 4 %, som er mye mer enn ved normal aldring. Den grå substansen inneholder nevroner, så hjernen kan ikke fungere som før. Og hos eldre pasienter overstiger ikke tapene 2% - dette er innenfor normalområdet.
Hvit substans inneholder synapserdet er ingen nevroner i den, men den avtar også i volum med alderen. På skanningene av en 25 år gammel og en 75 år gammel mann indikerer hvite områder tap i hvit substans - oftere går de tapt på grunn av aldring. Dette er en normal prosess der hjernen omkobler seg selv.
Skann av en mann på 25 og 75 år
Når man snakker om funksjonsendringer, har de detmed tanke på endringer i nettverksstrukturene som dannes i hjernen. Nettverksstrukturen kan bygges og oppdages ved å analysere den elektriske aktiviteten til hjernen, som er det vi gjør. Hovedmarkøren for aldring er forfallet eller nedgangen i antall forbindelser, men samtidig er det en økning i forbindelser mellom ulike nettverk. Så hjernen ønsker å kompensere for tapet av forbindelse for å opprettholde funksjonaliteten. Dette kalles kompensasjonsfunksjonen.
På nettverket av funksjonelle forbindelser mellom ung og gammelhos en person uten alvorlige nevrologiske sykdommer er forskjellen umiddelbart synlig. Hos ungdom består nettverket av funksjonelle forbindelser av fire store klynger. Samtidig brytes nettverk opp med alderen, forbindelsene innenfor hvert nettverk blir svakere, noe som fører til at nettverket brytes opp i flere subnett. Men ikke desto mindre er forbindelsene mellom nettverk mye sterkere enn de unge har. Dette er nettopp illustrasjonen av kompensasjonsmekanismen.
Funksjonelle endringer i hjernen til to pasienter
Hvordan hjernen undersøkes
Vi har et forsøkslaboratorium basert påsom vi gjennomfører eksperimenter med å registrere elektroencefalografiske signaler i ulike grupper av forsøkspersoner. De kan skrives for forskjellige formål, men jeg vil snakke om motoriske funksjoner.
Hetten letter innsettingen av elektrodene, somlese signaler fra ulike områder av hjernen. Røde firkanter og sirkler fremhever de kanalene som kommer inn i det sensorimotoriske området. De har den viktigste informasjonen om hvordan hjernen aktiveres på bevegelsestidspunktet. Samtidig er motorisk aktivitet et veldig løst konsept, det er ikke bare utførelse av bevegelser, men også deres planlegging.
Hvordan måles den elektriske aktiviteten til hjernen?
Mønstrene for denne typen aktivitet er ganske like, men de må kunne skilles. Derfor er vi engasjert i å lage et godt klassifiserer og hjerne-datamaskin-grensesnitt.
I eksperimenter skriver vi en bakgrunnspost, slik er detkalt hviletilstandsopptak, der en person sitter rolig med hendene foldet. Øynene hans er åpne, han hører på litt musikk, og vi ber deg om å ikke tenke på noe spesielt, slik at det ikke er lyder på elektroencefalogramregistrene.
Innreise i hviletilstand
På elektroencefalogramopptaket betyr tallene, inhvilken del av hjernen de befinner seg i. C3 er venstre hjernehalvdel, C4 er høyre hjernehalvdel. Det er en velkjent effekt på kontralateraliteten til motorisk aktivitet - hvis du beveger venstre hånd, aktiveres høyre hjernehalvdel, og omvendt. Derfor er det viktig å skrive et komplett opplegg.
Elektroencefalogramopptak
På tidslinjen fra 0 til 40 sekunder er tre signaler uthevetfragmenter, hvor en person gjorde bevegelser - klemte og unclenching hånden. Ingenting er synlig på råsignaler. Derfor er det nødvendig å anvende signalanalysemetoder, og en av de mest klassiske metodene er tidsfrekvensanalyse.
Tids-frekvensanalyse
Et lyst bilde er en overflate, det inneholderinformasjon om energiene til hvert frekvensområde. Over er et fragment av EEG-signalet, den røde vertikale linjen markerer øyeblikket da lydsignalet passerte - etter det gjorde personen en bevegelse. Den grønne stripen på overflaten tilsvarer alfarytmen. Vi målte overflaten og regnet ut at den grønne linjen er omtrent i området fra 8 til 14 hertz, som tilsvarer alfarytmer.
Alfarytme er hjernens grunnleggende rytmesom har ansvar for en lang rekke oppgaver. I sammenheng med motorisk aktivitet har den også en svært stor mengde informasjon om hvordan hjernen takler bevegelsene våre. For eksempel er det kjent at når en person gjør en bevegelse, mister alfarytmen energi, og dette kalles desynkronisering av alfarytmen.
Aldersforskjeller
Bildet, der to kurver er presentert, er gjennomsnittsenergiene til alfarytmen. Den grønne linjen er unge forsøkspersoner fra 18 til 35 år, den røde stripen er eldre forsøkspersoner i alderen 55–70 år.
På venstre hånd er ikke forskjellen spesielt tydelig, menhvis du ser på høyre hånd, kan du se at alfarytmen etter signalet, som er på null, faller inn i begge gruppene, energien avtar, desynkronisering skjer.
Tids-frekvensanalyse
Men i unge fag, denne desynkroniseringenvarer til slutten av bevegelsen og alfarytmen gjenopprettes etter at personen åpner hånden. I eldre fag begynner alfarytmen å gå tilbake til null like etter at han har knyttet hånden.
Det er mulig å måle, vurdere aldersforskjeller ogannen vei. For eksempel hastigheten på en motorisk reaksjon. Det sies ofte at gamle mennesker har redusert reaksjonshastighet, bevegelse, reaksjon og koordinasjon. Men hvordan skjer det?
Reaksjonstid er hvor raske nevronene i hodet ditt er.begynner å aktiveres etter at en person har gjort en bevegelse. Vi målte dette for ungdom og for eldre fag. Røde firkanter indikerer bevegelse, reaksjonstid for eldre forsøkspersoner. Blå farge - for unge fag. Det viste seg at hos eldre mennesker er reaksjonstiden alltid lengre enn hos unge for både venstre og høyre hånd. Og hos unge forsøkspersoner er reaksjonstiden på høyre hånd mye lavere enn reaksjonstiden på venstre hånd. Og dette er logisk, for i vårt utvalg er det bare høyrehendte.
Vi observerer også plastisiteten til ferdigheten:jo mer en motorisk ferdighet trenes, jo raskere degraderes den med alderen. Ferdigheten til venstrehånden til høyrehendte er ikke spesielt trent, så nedbrytningen går sakte, og ferdigheten til høyrehånden innhenter ham. Dette fører til alder ambiexterity, lik utvikling av funksjonene til begge hender. Riktignok betyr dette for eldre mennesker at de er like dårlige til å gjøre bevegelser med både høyre og venstre.
På bildet nedenfor er det blå bildet koblingene mellomforskjellige kanaler, er de sterkere hos unge enn hos eldre. På det røde bildet er sammenhengene sterkere hos eldre enn hos unge – og man kan se at de er annerledes. Hos yngre mennesker er forbindelsene sterkere i occipito-parietal, frontal og midtlinje.
Nettverk av funksjonelle forbindelser av to organer
Hos eldre flytter hovedaktiviteten seg fremover,i frontal parietal sone, bilateral tinninglapp. Denne konklusjonen kan trekkes fra analysen av elektroencefalogrammet registrert i øyeblikket før starten av bevegelsen etter signalet, i intervallet da signalet hørtes, og personen ennå ikke hadde begynt å bevege hånden. Dette segmentet inneholder mye viktig informasjon om bevegelsesplanlegging og respons på et signal.
Beseire Alzheimers
Vi kan konkludere med at den avtar med aldereneffektiviteten til disse nevrale mekanismene som behandler motorisk aktivitet. Også i kontrollgruppen, basert på hvilke soner som aktiveres hos eldre og unge, jobber motorisk hukommelse aktivt i sistnevnte.
Motorisk hukommelse er hvordan hjernen huskerforskjellige bevegelser. Og i stedet for å utføre bevegelsen på nytt hver gang, henter han en ressurs fra det motoriske minnet, og dette lar ham reagere raskere. Idrettsutøvere har et svært utviklet motorisk minne fordi de trener reaksjonshastigheten og motorikken.
Eldre mennesker har ikke dette, motorisk hukommelsefungerer dårligere, så hver bevegelse må gjøres på nytt. På grunn av dette reduseres hastigheten på den motoriske reaksjonen og alvorlighetsgraden av desynkronisering, som fungerer som en markør for motorisk aktivitet.
To typer aldring
Det er en oppfatning at for eldre, sykdommerAlzheimers og demens er normalt. Av en eller annen grunn tror man at med alderen utvikler de at det ikke er noe patologisk i dette. Men dette er ikke slik - de kalles nevrodegenerative av en grunn.
Ved normal aldring avtar volumet av hvitt oggrå materie. Men det avtar på en overkommelig måte og ikke så dramatisk som ved Alzheimers sykdom. Denne sykdommen har ødeleggende konsekvenser for hjernen: det er praktisk talt ingen grå substans, og volumet av hvit substans avtar. Dessverre er det foreløpig ingen strategier for behandling av nevrodegenerative sykdommer. En presserende oppgave nå er utviklingen av metoder for tidlig oppdagelse av tegn på disse sykdommene.
Les mer:
Starlink-signal hacket for å brukes som et alternativ til GPS
NASA avslørte opprinnelsen til Haumea - den mest mystiske planeten i solsystemet
Fysikere bryter standard kvantegrense med "Quantum Horror"