O que acontece com o cérebro em 30, 40 e 70 anos
Nosso trabalho diz respeito a tipos de atividade cerebral, mas o foco é meu
O foco de nossa pesquisa foi a idadeas diferenças são a atividade no funcionamento do cérebro em indivíduos jovens e idosos. Este tema é importante devido às doenças neurodegenerativas associadas ao envelhecimento (doença de Alzheimer e doença de Parkinson, demência). Não há cura como tal, mas é muito importante identificar a doença precocemente e iniciar a reabilitação.
O cérebro sofre muito à medida que envelhecemos.mudanças, como todo o corpo. Eles podem ser estruturais e funcionais. Estruturais são mudanças no funcionamento de um órgão. A plasticidade do cérebro também muda – é por isso que aprendemos, não só adquirimos conhecimentos, mas também habilidades motoras. Essa propriedade também sofre com o tempo e afeta as funções motoras e cognitivas.
Como o cérebro dos idosos compensa o envelhecimento dos órgãos
O cérebro é um órgão formado por váriosações. O córtex motor contém as informações mais valiosas sobre como processa os movimentos. Portanto, de acordo com os sinais da atividade elétrica do cérebro, retirados justamente do córtex motor, é possível obter muitos resultados, identificar padrões associados ao movimento. Cada uma dessas áreas é responsável por algo diferente, e os movimentos não são apenas processados no córtex motor, eles envolvem outras áreas dependendo da idade.
“O cérebro é um órgão que consiste em vários lobos”
A eletricidade é tirada dos neurônios - então eles são uns aos outroscomunicar com um amigo. Ele é transmitido através de conexões com outros neurônios e forma um padrão. Há também estudos de compostos químicos que ocorrem entre os neurônios, eles também podem ser estudados.
Mudanças estruturais no cérebro estão relacionadas ao volumesubstância branca e cinzenta. Gray é a substância do cérebro, que consiste em um corpo de neurônios. Esta é a casca externa do cérebro, a matéria branca está principalmente dentro e é coberta com matéria cinzenta. Não há neurônios na substância branca, mas há conexões entre neurônios - sinapses.
Na ressonância magnética funcionalNo cérebro de um paciente idoso saudável e de um paciente com Alzheimer, você pode ver o grau de perda de massa cinzenta com a idade - isso é normal. Mas na doença de Alzheimer, existem muitas áreas vermelhas. Isso se refere à perda de massa cinzenta em mais de 4%, o que é muito mais do que com o envelhecimento normal. A massa cinzenta contém neurônios, então o cérebro não pode funcionar como costumava. E em pacientes idosos, as perdas não excedem 2% - isso está dentro da faixa normal.
A substância branca contém sinapsesnão há neurônios nele, mas também diminui de volume com a idade. Nos exames de um homem de 25 anos e de um homem de 75 anos, as áreas brancas indicam perda de substância branca - mais frequentemente são perdidas devido ao envelhecimento. Este é um processo normal no qual o cérebro se reconecta.
Scans de um homem de 25 e 75 anos
Ao falar de mudanças funcionais, eles têmem vista das mudanças nas estruturas de rede que são formadas no cérebro. A estrutura da rede pode ser construída e detectada analisando a atividade elétrica do cérebro, que é o que estamos fazendo. O principal marcador do envelhecimento é o decaimento ou diminuição do número de conexões, mas, ao mesmo tempo, há um aumento de conexões entre diferentes redes. Assim, o cérebro quer compensar a perda de conexão para manter sua funcionalidade. Isso é chamado de função compensatória.
Na rede de conexões funcionais entre jovens e idososem uma pessoa sem doenças neurológicas graves, a diferença é imediatamente visível. Nos jovens, a rede de conexões funcionais é composta por quatro grandes clusters. Ao mesmo tempo, as redes se quebram com a idade, as conexões dentro de cada rede ficam mais fracas, o que leva a rede a se dividir em várias sub-redes. Mas, no entanto, as conexões entre as redes são muito mais fortes do que as dos jovens. Esta é precisamente a ilustração do mecanismo compensatório.
Alterações funcionais no cérebro de dois pacientes
Como o cérebro é examinado
Temos um laboratório experimental baseado emonde realizamos experimentos de registro de sinais eletroencefalográficos em vários grupos de sujeitos. Eles podem ser escritos para diferentes propósitos, mas falarei sobre funções motoras.
A tampa facilita a inserção dos eletrodos, queler sinais de diferentes áreas do cérebro. Quadrados e círculos vermelhos destacam os canais que entram na região sensório-motora. Eles carregam as informações mais significativas sobre como o cérebro é ativado no momento do movimento. Ao mesmo tempo, a atividade motora é um conceito muito solto, não se trata apenas da execução dos movimentos, mas também do seu planejamento.
Como é medida a atividade elétrica do cérebro?
Os padrões desses tipos de atividade são bastante semelhantes, mas eles precisam ser capazes de distinguir. Portanto, estamos engajados na criação de um bom classificador e interface cérebro-computador.
Em experimentos, escrevemos uma entrada de fundo, é assim quechamadas de gravações de estado de repouso, durante as quais uma pessoa se senta com as mãos cruzadas calmamente. Seus olhos estão abertos, ele está ouvindo uma música, e pedimos que você não pense em nada em particular, para que não haja ruídos nos registros do eletroencefalograma.
Entrada de estado de repouso
No registro do eletroencefalograma, os números significam, emem que parte do cérebro eles estão. C3 é o hemisfério esquerdo, C4 é o hemisfério direito. Existe um efeito bem conhecido na contralateralidade da atividade motora - se você mover a mão esquerda, o hemisfério direito é ativado e vice-versa. Portanto, é importante escrever um arranjo completo.
Gravação de eletroencefalograma
Na linha do tempo de 0 a 40 segundos, três sinais são destacadosfragmentos, onde uma pessoa fez movimentos - apertando e soltando a mão. Nada é visível em sinais brutos. Portanto, é necessário aplicar métodos de análise de sinal, e um dos métodos mais clássicos é a análise tempo-frequência.
Análise de tempo-frequência
Uma imagem brilhante é uma superfície, ela contéminformações sobre as energias de cada faixa de frequência. Acima está um fragmento do sinal de EEG, a linha vertical vermelha marca o momento em que o sinal sonoro passou - depois disso a pessoa fez um movimento. A faixa verde na superfície corresponde ao ritmo alfa. Medimos a superfície e calculamos que a barra verde está aproximadamente na faixa de 8 a 14 hertz, que corresponde aos ritmos alfa.
O ritmo alfa é o ritmo básico do cérebroque é responsável por um grande número de tarefas. No contexto da atividade motora, também carrega uma quantidade muito grande de informações sobre como o cérebro lida com nossos movimentos. Por exemplo, sabe-se que quando uma pessoa faz um movimento, o ritmo alfa perde energia, e isso é chamado de dessincronização do ritmo alfa.
Diferenças de idade
A figura, onde são apresentadas duas curvas, são as energias médias do ritmo alfa. A linha verde é para indivíduos jovens de 18 a 35 anos, a faixa vermelha é para indivíduos idosos de 55 a 70 anos aproximadamente.
No lado esquerdo, a diferença não é particularmente óbvia, masse você olhar para a mão direita, poderá ver que o ritmo alfa após o sinal, que está em zero, cai em ambos os grupos, a energia diminui, ocorre a dessincronização.
Análise de tempo-frequência
Mas em sujeitos jovens, essa dessincronizaçãodura até o final do movimento e o ritmo alfa é restaurado após a pessoa abrir a mão. Em indivíduos mais velhos, o ritmo alfa começa a voltar a zero logo após apertar a mão.
É possível medir, avaliar diferenças de idade eoutra maneira. Por exemplo, a velocidade de uma reação motora. Costuma-se dizer que os idosos têm uma velocidade reduzida de reação, movimento, reação e coordenação. Mas como isso acontece?
O tempo de reação é a rapidez com que os neurônios em sua cabeça são.começam a ativar depois que uma pessoa fez um movimento. Medimos isso para jovens e para sujeitos mais velhos. Quadrados vermelhos indicam movimento, tempo de reação para sujeitos mais velhos. Cor azul - para jovens. Descobriu-se que em pessoas mais velhas o tempo de reação é sempre maior do que em jovens, tanto para a mão esquerda quanto para a direita. E em sujeitos jovens, o tempo de reação da mão direita é muito menor do que o tempo de reação da mão esquerda. E isso é lógico, porque em nossa amostra existem apenas destros.
Também observamos a plasticidade da habilidade:quanto mais uma habilidade motora é treinada, mais rápido ela se degrada com a idade. A habilidade da mão esquerda dos destros não é particularmente treinada, então a degradação é lenta, e a habilidade da mão direita está alcançando-o. Isso leva à ambidestria idade, desenvolvimento igual das funções de ambas as mãos. É verdade que no caso dos idosos, infelizmente, isso significa que eles são igualmente ruins em fazer movimentos tanto com a direita quanto com a esquerda.
Na foto abaixo, a imagem azul é o link entrediferentes canais, são mais fortes nos jovens do que nos idosos. Na foto vermelha, as conexões são mais fortes em pessoas mais velhas do que em jovens – e você pode ver que elas são diferentes. Em pessoas mais jovens, as conexões são mais fortes na linha occipito-parietal, frontal e média.
Rede de conexões funcionais de dois órgãos
Nos idosos, a atividade principal avança,na zona frontal parietal, lobo temporal bilateral. Essa conclusão pode ser extraída da análise do eletroencefalograma registrado no momento anterior ao início do movimento após o sinal, no intervalo em que o sinal soou e a pessoa ainda não havia começado a movimentar a mão. Este segmento contém muitas informações importantes sobre planejamento de movimento e resposta a um sinal.
Derrote o Alzheimer
Podemos concluir que diminui com a idadea eficiência desses mecanismos neurais que processam a atividade motora. Também no grupo controle, com base em quais zonas são ativadas nos idosos e nos jovens, a memória motora está trabalhando ativamente neste último.
A memória motora é como o cérebro se lembramovimentos diferentes. E em vez de executar o movimento novamente a cada vez, ele extrai um recurso da memória motora, e isso permite que ele reaja mais rapidamente. Os atletas têm uma memória motora muito desenvolvida porque treinam sua velocidade de reação e habilidades motoras.
Pessoas mais velhas não têm isso, memória motorafunciona pior, então cada movimento deve ser feito novamente. Com isso, diminui a velocidade da reação motora e a gravidade da dessincronização, que atua como marcador da atividade motora.
Dois tipos de envelhecimento
Há uma opinião de que para os idosos, as doençasAlzheimer e demência são normais. Por alguma razão, acredita-se que com a idade eles desenvolvem que não há nada de patológico nisso. Mas não é assim - eles são chamados de neurodegenerativos por um motivo.
Com o envelhecimento normal, o volume do branco diminui ematéria cinzenta. Mas diminui de forma gerenciável e não tão drasticamente quanto na doença de Alzheimer. Esta doença tem consequências devastadoras para o cérebro: praticamente não há massa cinzenta e o volume de massa branca diminui. Infelizmente, atualmente não existem estratégias para o tratamento de doenças neurodegenerativas. Uma tarefa urgente agora é o desenvolvimento de métodos para a detecção precoce de sinais dessas doenças.
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