เด็กตลอดกาล: เกิดอะไรขึ้นกับสมองเมื่อเวลาผ่านไปและวิธีหยุดความชรา

จะเกิดอะไรขึ้นกับสมองใน 30, 40 และ 70 ปี

งานของเราเกี่ยวข้องกับการทำงานของสมองประเภทต่างๆ แต่จุดสนใจอยู่ที่ของฉัน

การวิจัยคือมอเตอร์มอเตอร์กิจกรรม. เมื่อบุคคลมีการเคลื่อนไหว มันจะดังก้องในเซลล์ประสาทของสมอง การกระตุ้นจะเกิดขึ้นในโซนต่างๆ และในขณะเดียวกันก็มีการสร้างกิจกรรมที่สามารถบันทึกได้ สามารถวิเคราะห์ได้โดยใช้วิธีการวิเคราะห์สัญญาณทางกายภาพและทางคณิตศาสตร์ และเน้นคุณลักษณะเฉพาะบางประการของสัญญาณนี้ พวกเขาจะช่วยจำแนกประเภทกิจกรรมต่างๆ ในกรณีของฉัน คือการเคลื่อนไหวประเภทต่างๆ

จุดเน้นของการวิจัยของเราคืออายุความแตกต่างคือกิจกรรมในการทำงานของสมองในเด็กและผู้สูงอายุ หัวข้อนี้มีความสำคัญเนื่องจากโรคเกี่ยวกับระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับการสูงวัย (โรคอัลไซเมอร์และโรคพาร์กินสัน, ภาวะสมองเสื่อม) ไม่มีวิธีรักษาเช่นนี้ แต่สิ่งสำคัญคือต้องระบุโรคตั้งแต่เนิ่นๆ และเริ่มการฟื้นฟู

สมองต้องรับภาระมากมายเมื่อเราอายุมากขึ้นการเปลี่ยนแปลงเช่นเดียวกับร่างกาย พวกเขาสามารถเป็นได้ทั้งโครงสร้างและการใช้งาน โครงสร้างคือการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของอวัยวะ ความเป็นพลาสติกของสมองก็เปลี่ยนไปเช่นกัน ด้วยเหตุนี้เราจึงเรียนรู้ ไม่เพียงแต่ได้รับความรู้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงทักษะการเคลื่อนไหวด้วย คุณสมบัตินี้ยังทนทุกข์ทรมานเมื่อเวลาผ่านไปและส่งผลกระทบต่อทั้งการทำงานของมอเตอร์และการรับรู้

สมองในผู้สูงอายุชดเชยการแก่ของอวัยวะอย่างไร

สมองเป็นอวัยวะที่ประกอบขึ้นจากหลายส่วนหุ้น เยื่อหุ้มสมองสั่งการประกอบด้วยข้อมูลที่มีค่าที่สุดเกี่ยวกับวิธีการประมวลผลการเคลื่อนไหว ดังนั้นตามสัญญาณของกิจกรรมทางไฟฟ้าของสมองซึ่งนำมาจากเยื่อหุ้มสมองอย่างแม่นยำจึงเป็นไปได้ที่จะได้ผลลัพธ์จำนวนมากเพื่อระบุรูปแบบที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหว แต่ละพื้นที่เหล่านี้มีหน้าที่รับผิดชอบบางอย่างที่แตกต่างกัน และการเคลื่อนไหวไม่เพียงแต่ถูกประมวลผลในเยื่อหุ้มสมองสั่งการเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับส่วนอื่นๆ ขึ้นอยู่กับอายุ

“สมองเป็นอวัยวะที่ประกอบด้วยหลายกลีบ”

ไฟฟ้าถูกดึงออกจากเซลล์ประสาท - ดังนั้นพวกมันจึงเชื่อมต่อกันสื่อสารกับเพื่อน มันถูกส่งผ่านการเชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทอื่น ๆ และสร้างรูปแบบ นอกจากนี้ยังมีการศึกษาสารเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างเซลล์ประสาทอีกด้วยนั้นเองยังสามารถศึกษาได้

การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในสมองสัมพันธ์กับปริมาตรเรื่องสีขาวและสีเทา สีเทาคือสารของสมองซึ่งประกอบด้วยร่างกายของเซลล์ประสาท นี่คือเปลือกนอกของสมอง สสารสีขาวส่วนใหญ่อยู่ภายในและปกคลุมด้วยสสารสีเทา ไม่มีเซลล์ประสาทในสสารสีขาว แต่มีการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาท - ไซแนปส์

เกี่ยวกับการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กที่ใช้งานได้ในสมองของผู้ป่วยสูงอายุที่มีสุขภาพดีและผู้ป่วยอัลไซเมอร์ คุณสามารถเห็นระดับของการสูญเสียสสารสีเทาตามอายุ ซึ่งถือเป็นเรื่องปกติ แต่ในโรคอัลไซเมอร์จะมีจุดแดงอยู่มากมาย หมายถึงการสูญเสียสสารสีเทามากกว่า 4% ซึ่งมากกว่าอายุปกติมาก สสารสีเทาประกอบด้วยเซลล์ประสาท ดังนั้นสมองจึงไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ และในผู้ป่วยสูงอายุการสูญเสียไม่เกิน 2% ซึ่งอยู่ในช่วงปกติ

สารสีขาวมีไซแนปส์ไม่มีเซลล์ประสาทในนั้น แต่ปริมาณก็ลดลงตามอายุ ในการสแกนของชายอายุ 25 ปีและชายอายุ 75 ปี พื้นที่สีขาวบ่งชี้ถึงการสูญเสียสารสีขาว ซึ่งมักจะหายไปเนื่องจากอายุมากขึ้น นี่เป็นกระบวนการปกติที่สมองจะเดินสายใหม่

สแกนชายอายุ 25 และ 75

เมื่อพูดถึงการเปลี่ยนแปลงการทำงาน พวกเขามีในมุมมองของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเครือข่ายที่เกิดขึ้นในสมอง โครงสร้างเครือข่ายสามารถสร้างและตรวจจับได้โดยการวิเคราะห์กิจกรรมทางไฟฟ้าของสมอง ซึ่งเป็นสิ่งที่เรากำลังทำอยู่ เครื่องหมายหลักของความชราคือการผุกร่อนหรือลดจำนวนการเชื่อมต่อ แต่ในขณะเดียวกันก็มีการเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายต่างๆ เพิ่มขึ้น ดังนั้นสมองจึงต้องการชดเชยการสูญเสียการเชื่อมต่อเพื่อรักษาการทำงาน นี่เรียกว่าฟังก์ชันการชดเชย

บนเครือข่ายการเชื่อมต่อการทำงานระหว่างเด็กและผู้ใหญ่ในคนที่ไม่มีโรคทางระบบประสาทขั้นรุนแรง จะมองเห็นความแตกต่างได้ทันที ในคนหนุ่มสาว เครือข่ายการเชื่อมต่อเชิงหน้าที่ประกอบด้วยกลุ่มใหญ่สี่กลุ่ม ในเวลาเดียวกัน เครือข่ายแตกสลายตามอายุ การเชื่อมต่อภายในแต่ละเครือข่ายอ่อนแอลง ซึ่งทำให้เครือข่ายแตกออกเป็นหลายเครือข่ายย่อย แต่อย่างไรก็ตาม ความเชื่อมโยงระหว่างเครือข่ายนั้นแข็งแกร่งกว่าเครือข่ายของคนหนุ่มสาวมาก นี่คือภาพประกอบของกลไกการชดเชยอย่างแม่นยำ

การเปลี่ยนแปลงการทำงานของสมองของผู้ป่วยทั้งสอง

วิธีตรวจสมอง

เรามีห้องปฏิบัติการทดลองตามซึ่งเราทำการทดลองในการบันทึกสัญญาณอิเลคโตรโฟกราฟิกส์ในกลุ่มวิชาต่างๆ พวกเขาสามารถเขียนเพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน แต่ฉันจะพูดถึงฟังก์ชั่นของมอเตอร์

ฝาปิดช่วยอำนวยความสะดวกในการใส่อิเล็กโทรด ซึ่งอ่านสัญญาณจากส่วนต่างๆ ของสมอง สี่เหลี่ยมสีแดงและวงกลมเน้นช่องสัญญาณที่เข้าสู่พื้นที่เซ็นเซอร์ พวกมันมีข้อมูลที่สำคัญที่สุดเกี่ยวกับวิธีการกระตุ้นสมองในขณะเคลื่อนไหว ในเวลาเดียวกัน กิจกรรมยานยนต์เป็นแนวคิดที่หลวมมาก ไม่เพียงแต่การดำเนินการเคลื่อนไหวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการวางแผนด้วย

กิจกรรมทางไฟฟ้าของสมองวัดได้อย่างไร?

รูปแบบของกิจกรรมประเภทนี้ค่อนข้างคล้ายกัน แต่ต้องสามารถแยกแยะได้ ดังนั้นเราจึงมีส่วนร่วมในการสร้างตัวแยกประเภทที่ดีและส่วนต่อประสานระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์

ในการทดลอง เราเขียนรายการพื้นหลัง นี่คือวิธีเรียกว่าบันทึกสถานะการพักผ่อนในระหว่างที่บุคคลนั่งพับมืออย่างสงบ ตาของเขาเปิด เขากำลังฟังเพลงอยู่ และเราขอให้คุณอย่าคิดอะไรเป็นพิเศษ เพื่อไม่ให้มีเสียงรบกวนในบันทึกคลื่นไฟฟ้าสมอง

เข้าสู่สถานะพักผ่อน

ในการบันทึกภาพคลื่นไฟฟ้าสมอง ตัวเลขหมายถึง inพวกเขาอยู่ในส่วนใดของสมอง C3 คือซีกซ้าย C4 คือซีกขวา การเคลื่อนไหวที่ตรงกันข้ามกับการเคลื่อนไหวนั้นมีผลที่รู้จักกันดี - หากคุณขยับมือซ้าย ซีกขวาจะเปิดใช้งาน และในทางกลับกัน ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องเขียนข้อตกลงให้ครบถ้วน

การบันทึกภาพด้วยคลื่นไฟฟ้าสมอง

ในไทม์ไลน์ตั้งแต่ 0 ถึง 40 วินาที สัญญาณสามตัวจะถูกเน้นชิ้นส่วนที่บุคคลเคลื่อนไหว - บีบและคลายมือ ไม่มีอะไรปรากฏบนสัญญาณดิบ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้วิธีการวิเคราะห์สัญญาณ และหนึ่งในวิธีที่คลาสสิกที่สุดคือการวิเคราะห์ความถี่เวลา

การวิเคราะห์ความถี่เวลา

ภาพที่สว่างคือพื้นผิว ประกอบด้วยข้อมูลเกี่ยวกับพลังงานของแต่ละช่วงความถี่ ด้านบนเป็นส่วนของสัญญาณ EEG เส้นแนวตั้งสีแดงทำเครื่องหมายช่วงเวลาที่สัญญาณเสียงผ่านไป - หลังจากที่บุคคลนั้นเคลื่อนไหว แถบสีเขียวบนพื้นผิวสอดคล้องกับจังหวะอัลฟา เราวัดพื้นผิวและคำนวณว่าแถบสีเขียวอยู่ในช่วงประมาณ 8 ถึง 14 เฮิรตซ์ ซึ่งสอดคล้องกับจังหวะอัลฟา

จังหวะอัลฟ่าเป็นจังหวะพื้นฐานของสมองซึ่งรับผิดชอบงานจำนวนมาก ในบริบทของกิจกรรมการเคลื่อนไหวนั้น ยังมีข้อมูลจำนวนมากเกี่ยวกับวิธีที่สมองจัดการกับการเคลื่อนไหวของเรา ตัวอย่างเช่น เป็นที่ทราบกันดีว่าเมื่อบุคคลทำการเคลื่อนไหว จังหวะอัลฟาจะสูญเสียพลังงาน และสิ่งนี้เรียกว่าการไม่ซิงโครไนซ์ของจังหวะอัลฟา

ความแตกต่างของอายุ

รูปภาพที่แสดงเส้นโค้งสองเส้น คือพลังงานเฉลี่ยของจังหวะอัลฟา เส้นสีเขียวคือกลุ่มตัวอย่างอายุ 18-35 ปี ส่วนแถบสีแดงคือผู้สูงวัยอายุประมาณ 55-70 ปี

ทางซ้ายมือ ความแตกต่างไม่ชัดเจนนักแต่หากมองไปทางขวามือจะเห็นว่าจังหวะอัลฟ่าหลังสัญญาณซึ่งอยู่ที่ศูนย์ ตกไปเป็นทั้งสองกลุ่ม พลังงานลดลง เกิดการไม่ซิงโครไนซ์

การวิเคราะห์ความถี่เวลา

แต่ในวิชาอายุน้อย การไม่ซิงโครไนซ์นี้จะคงอยู่จนกระทั่งสิ้นสุดการเคลื่อนไหวและจังหวะอัลฟ่าจะกลับคืนมาหลังจากที่บุคคลนั้นเอื้อมมือออกไป ในผู้ที่มีอายุมากกว่า จังหวะอัลฟาเริ่มกลับมาเป็นศูนย์ทันทีหลังจากกำมือของเขา

สามารถวัด ประเมินความแตกต่างของอายุและวิธีอื่น ตัวอย่างเช่น ความเร็วของปฏิกิริยาของมอเตอร์ มักกล่าวกันว่าคนชรามีความเร็วของปฏิกิริยา การเคลื่อนไหว ปฏิกิริยา และการประสานงานลดลง แต่มันเกิดขึ้นได้อย่างไร?

เวลาตอบสนองคือความเร็วของเซลล์ประสาทในหัวของคุณเริ่มเปิดใช้งานหลังจากที่บุคคลได้เคลื่อนไหวแล้ว เราวัดค่านี้สำหรับคนหนุ่มสาวและสำหรับวิชาที่มีอายุมากกว่า สี่เหลี่ยมสีแดงแสดงถึงการเคลื่อนไหว เวลาตอบสนองของตัวแบบที่มีอายุมากกว่า สีฟ้า - สำหรับเด็กตัวแบบ ปรากฎว่าในผู้สูงอายุเวลาตอบสนองจะนานกว่าคนหนุ่มสาวเสมอสำหรับทั้งมือซ้ายและขวา และในผู้ทดลองอายุน้อย เวลาตอบสนองทางขวามือจะต่ำกว่าเวลาตอบสนองทางซ้ายมาก และนี่เป็นเรื่องที่สมเหตุสมผล เพราะในตัวอย่างของเรา มีเพียงคนถนัดขวาเท่านั้น

เรายังสังเกตความเป็นพลาสติกของทักษะ:ยิ่งฝึกฝนทักษะยนต์มากเท่าไหร่ ก็ยิ่งเสื่อมเร็วขึ้นตามอายุ ทักษะของมือซ้ายของคนถนัดขวาไม่ได้รับการฝึกฝนเป็นพิเศษ ดังนั้นความเสื่อมโทรมจึงช้า และทักษะของมือขวาก็ไล่ตามเขาทัน สิ่งนี้นำไปสู่การตีสองหน้าของอายุ การพัฒนาที่เท่าเทียมกันของการทำงานของมือทั้งสองข้าง จริงอยู่ ในกรณีของผู้สูงอายุ นี่หมายความว่าพวกเขาเคลื่อนไหวไม่ดีพอ ๆ กันทั้งทางขวาและทางซ้าย

ในภาพด้านล่าง ภาพสีน้ำเงินคือลิงก์ระหว่างช่องทางต่าง ๆ พวกเขาแข็งแกร่งในคนหนุ่มสาวมากกว่าในผู้สูงอายุ ในภาพสีแดง ความสัมพันธ์ที่แน่นแฟ้นในผู้สูงอายุมากกว่าในคนหนุ่มสาว และคุณจะเห็นได้ว่าพวกเขาแตกต่างกัน ในคนอายุน้อย ความเชื่อมโยงจะแข็งแกร่งขึ้นในท้ายทอย-ขม่อม หน้าผาก และเส้นกึ่งกลาง

เครือข่ายการเชื่อมต่อการทำงานของสองอวัยวะ

ในผู้สูงอายุกิจกรรมหลักเลื่อนไปข้างหน้าในเขตขมับหน้าผากกลีบขมับทวิภาคี ข้อสรุปนี้สามารถดึงมาจากการวิเคราะห์ภาพคลื่นไฟฟ้าสมองที่บันทึกไว้ในช่วงเวลาก่อนเริ่มการเคลื่อนไหวหลังจากสัญญาณ ในช่วงเวลาที่สัญญาณดังขึ้น และบุคคลนั้นยังไม่ได้เริ่มขยับมือ ส่วนนี้มีข้อมูลสำคัญมากมายเกี่ยวกับการวางแผนการเคลื่อนไหวและการตอบสนองต่อสัญญาณ

พิชิตโรคอัลไซเมอร์

สรุปได้ว่าลดลงตามอายุประสิทธิภาพของกลไกประสาทเหล่านี้ที่ประมวลผลกิจกรรมของมอเตอร์ นอกจากนี้ในกลุ่มควบคุมตามโซนที่เปิดใช้งานในผู้สูงอายุและในวัยหนุ่มสาวหน่วยความจำของมอเตอร์จะทำงานอย่างแข็งขันในช่วงหลัง

หน่วยความจำของมอเตอร์เป็นวิธีที่สมองจดจำการเคลื่อนไหวที่แตกต่างกัน และแทนที่จะทำการเคลื่อนไหวใหม่ทุกครั้ง เขาดึงทรัพยากรจากหน่วยความจำของมอเตอร์ และสิ่งนี้ทำให้เขาตอบสนองเร็วขึ้น นักกีฬามีหน่วยความจำยนต์ที่พัฒนาขึ้นมาก เพราะพวกเขาฝึกความเร็วในการตอบสนองและทักษะยนต์

ผู้สูงอายุไม่มีสิ่งนี้ ความจำของเครื่องยนต์ทำงานได้แย่ลงจึงต้องทำการเคลื่อนไหวแต่ละครั้งอีกครั้ง ด้วยเหตุนี้ ความเร็วของปฏิกิริยาของมอเตอร์และความรุนแรงของดีซิงโครไนซ์ซึ่งทำหน้าที่เป็นเครื่องหมายของกิจกรรมของมอเตอร์จึงลดลง

สองประเภทของความชรา

มีความเห็นว่าสำหรับผู้สูงอายุโรคต่างๆอัลไซเมอร์และสมองเสื่อมเป็นเรื่องปกติ ด้วยเหตุผลบางอย่างเชื่อกันว่าเมื่ออายุมากขึ้นพวกเขาพัฒนาจนไม่มีพยาธิสภาพในเรื่องนี้ แต่สิ่งนี้ไม่เป็นเช่นนั้น - พวกมันถูกเรียกว่า neurodegenerative ด้วยเหตุผล

เมื่ออายุมากขึ้น ปริมาณของสีขาวจะลดลงและเรื่องสีเทา แต่จะลดลงในลักษณะที่จัดการได้ และไม่รุนแรงเท่ากับโรคอัลไซเมอร์ โรคนี้มีผลกระทบร้ายแรงต่อสมอง: แทบไม่มีสสารสีเทาและปริมาณของสสารสีขาวลดลง น่าเสียดายที่ขณะนี้ยังไม่มีกลยุทธ์ในการรักษาโรคทางระบบประสาท งานเร่งด่วนในตอนนี้คือการพัฒนาวิธีการตรวจหาสัญญาณของโรคเหล่านี้ตั้งแต่เนิ่นๆ

อ่านเพิ่มเติม:

สัญญาณ Starlink ถูกแฮ็กเพื่อใช้เป็นทางเลือกแทน GPS

NASA เปิดเผยที่มาของ Haumea - ดาวเคราะห์ลึกลับที่สุดในระบบสุริยะ

นักฟิสิกส์ทำลายขีด จำกัด ควอนตัมมาตรฐานด้วย 'สยองขวัญควอนตัม'