Οι ερευνητές εξετάζουν τις νευρικές συνδέσεις για την ηλικία

Εικόνα: Alona Harrison, φοιτήτρια μεταπτυχιακού στην ψυχολογία και την κλινική νευροεπιστήμη. Tae Ho Lee, Επίκουρος Καθηγητής Ψυχολογίας. Sammy Hong ’22, συντονιστής έργου. και ο Ben Katz, επίκουρος καθηγητής ανθρώπινης ανάπτυξης μπροστά από τον λειτουργικό σαρωτή μαγνητικής τομογραφίας που χρησιμοποιούν ο Lee και ο Katz για την έρευνά τους σχετικά με τις νευρικές συνδέσεις στον εγκέφαλο.
όραμα Περισσότερο

Credit: Felicia Spencer με τη Virginia Tech

Στις αρχές της άνοιξης του 2019, το Ινστιτούτο για την Κοινωνία, τον Πολιτισμό και το Περιβάλλον (ISCE) φιλοξένησε ένα εργαστήριο σταδιοδρομίας του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών για ερευνητές κοινωνικών επιστημών. Μεταξύ των παρευρισκομένων ήταν ο Ben Katz, επίκουρος καθηγητής ανθρώπινης ανάπτυξης στο College of Liberal Arts and Humanities, και ο Tahoe Lee, επίκουρος καθηγητής ψυχολογίας στο College of Science.

Ο Lee, ο οποίος είχε μόλις προσληφθεί στο Virginia Tech, είχε ήδη ξεκινήσει την προετοιμασία ενός προγράμματος γήρανσης ανθρώπου-ζώου με τον Il Hwan Kim, επίκουρο καθηγητή στο Κέντρο Επιστημών Υγείας του Πανεπιστημίου του Tennessee. Οι φίλοι, που είχαν εργαστεί μαζί για χρόνια ενώ κέρδιζαν τα πτυχία τους, διερεύνησαν τον ρόλο του κυκλώματος locus coeruleus στη γνωστική έκπτωση που σχετίζεται με την ηλικία χρησιμοποιώντας μοντέλα ζώων και ανθρώπων. Αρχικά, ο Lee και ο Kim σχεδίασαν μια προσέγγιση χειρισμού κυκλώματος σε ένα μοντέλο τρωκτικών για να αποδείξουν την αιτιότητα, “για να παρατηρήσουν αλλαγές συμπεριφοράς πριν και μετά τη διάσωση του κυκλώματος στον εγκέφαλο των ζώων”, είπε ο Lee.

Ο Lee και η Kim προσπαθούσαν να προσθέσουν ένα σχέδιο ανθρώπινης παρέμβασης που θα μπορούσε να μοιάζει με το μοντέλο διάσωσης ζώων όταν ο Lee συνάντησε τον Katz, του οποίου οι τομείς ενδιαφέροντος περιλαμβάνουν τη γνωστική εκπαίδευση και την παρακμή που σχετίζεται με την ηλικία. Η συνάντησή τους ήταν τυχαία.

Τρία χρόνια αργότερα, η ομάδα των Lee, Kim και Katz έλαβε μια πενταετή επιχορήγηση 3,8 εκατομμυρίων δολαρίων από το Εθνικό Ινστιτούτο για τη Γήρανση για τη μελέτη τους, «Απώλεια ειδικότητας: Ο ρόλος του locus coeruleus στην απόσπαση της προσοχής που σχετίζεται με την ηλικία». Συγκεκριμένα, οι ερευνητές εξετάζουν τα δίκτυα προσοχής στον εγκέφαλο με στόχο να εξετάσουν πώς αυτά τα δίκτυα συνδέονται ή αποσυνδέονται όταν ένα άτομο προσπαθεί να εστιάσει σε ένα αποσπώντας ή αγχωτικό περιβάλλον.

Ένας τομέας εστίασης είναι ο coeruleus, ο οποίος εμπλέκεται στον προσδιορισμό των νευρικών πόρων στον εγκέφαλο για ορισμένες γνωστικές διαδικασίες, όπως η λήψη αποφάσεων και η εκτελεστική λειτουργία. Το άλλο είναι το εξέχον δίκτυο, το οποίο αποτελείται από κυκλώματα σε όλο τον εγκέφαλο που συνεργάζονται για να επεξεργαστούν ποιες πληροφορίες. Η συνδεσιμότητα μεταξύ των δύο δικτύων είναι απαραίτητη για την επιτυχή επεξεργασία της προσοχής, συμπεριλαμβανομένης της αποφυγής απόσπασης της προσοχής.

«Στόχος μας είναι να βρούμε μηχανισμούς που μπορούν να παρέχουν αποτελεσματικές παρεμβάσεις και προγράμματα για τη γνωστική έκπτωση που σχετίζεται με την ηλικία», είπε ο Katz. Η ιδέα είναι να μπορούμε να προσδιορίζουμε και να μετράμε το locus coeruleus και την προεξέχουσα συνδεσιμότητα του δικτύου στο πλαίσιο της απόσπασης της προσοχής. Θέλουμε επίσης να δούμε αν υπάρχουν διαφορές στη σχέση μεταξύ των ατόμων που διατρέχουν τον υψηλότερο κίνδυνο να αναπτύξουν Αλτσχάιμερ ή άνοιας και εκείνων που δεν έχουν.

Αυτά τα δίκτυα μειώνονται φυσικά με την ηλικία. Οι Katz, Lee και Kim θέλουν να συγκρίνουν τη συνδεσιμότητα αυτών των δύο δικτύων μεταξύ ηλικιωμένων και νεότερων ενηλίκων, να προσδιορίσουν εάν υπάρχουν επιπτώσεις για τους συμμετέχοντες που διατρέχουν κίνδυνο άνοιας και να δουν εάν αυτές οι συνδέσεις βελτιώνονται μετά τη βελτίωση της γνωστικής εκπαίδευσης για ηλικιωμένους.

Κάθε ερευνητής έχει μια ειδικότητα. «Ενδιαφέρομαι για το πώς τα κυκλώματα του εγκεφάλου, ιδιαίτερα για το locus coeruleus, βελτιστοποιούν τη συμπεριφορά όταν ανταποκρίνονται στο περιβάλλον», λέει ο Lee. «Διαπίστωσα ότι η λειτουργία του locus coeruleus μειώνεται με την ηλικία, και έτσι άλλες μεταγενέστερες γνωστικές διαδικασίες μειώνονται μαζί». Το δίκτυο locus coeruleus στον εγκέφαλο σχετίζεται με κίνδυνο άνοιας, αλλά λόγω του μικρού μεγέθους και της θέσης του στο εγκεφαλικό στέλεχος, η έρευνα σε αυτήν την περιοχή είναι δύσκολη.

“Η εξέταση αυτής της περιοχής, η απεικόνιση και η ανάλυση του locus coeruleus, που είναι στην πραγματικότητα μια πολύ μικρή περιοχή ενδιαφέροντος, και η λήψη καλών χρησιμοποιήσιμων δεδομένων για αυτό μπορεί να είναι πρόκληση”, είπε ο Katz. Αλλά ο Tae-ho ειδικεύεται στην απεικόνιση του locus coeruleus.

Ο Kim, ένας νευροβιολόγος, κατάφερε να εντοπίσει τη νευρική οδό μεταξύ του coeruleus και του ραβδωτού σώματος στα τρωκτικά. «Είναι ο σπάνιος επιστήμονας που μπορεί να αλλάξει άμεσα την τροχιακή δραστηριότητα μεταξύ ορισμένων περιοχών», είπε ο Lee. Το κύκλωμα προκαλεί αλλαγές συμπεριφοράς που αποδεικνύουν την αιτιότητα στα ζώα. Ο σκοπός τους στους ανθρώπους είναι ο ίδιος – να παρέχουν περαιτέρω στοιχεία αιτιώδους συνάφειας.

Η χρήση γνωστικής εκπαίδευσης, που ισοδυναμεί με χειρισμό κυκλώματος και διάσωση σε ζώα, για τη σύγκριση της συνδεσιμότητας του εγκεφάλου μεταξύ του locus coeruleus και του προεξέχοντος δικτύου πριν και μετά την εκπαίδευση, επιτρέπει στον Katz να συμπεράνει καλύτερα την αιτιότητα, όπως στα ζωικά μοντέλα.

«Η ιδέα είναι να κατανοήσουμε και να χαρακτηρίσουμε τους νευροφυσιολογικούς μηχανισμούς που είναι υπεύθυνοι για καλύτερη προσοχή και αντίσταση στην απόσπαση της προσοχής», είπε ο Katz. “Αυτό θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε τους νευρικούς μηχανισμούς που υποστηρίζουν τις διαφορές προσοχής με τρόπο που θα μας επιτρέψει να στοχεύσουμε αυτούς τους μηχανισμούς. Αυτό θα μας οδηγήσει στο επόμενο βήμα.”

Αυτό θα είναι το επόμενο βήμα των παρεμβάσεων.

Οι ερευνητές σημειώνουν ότι ενώ ένα άτομο μπορεί να έχει γενετικό κίνδυνο να αναπτύξει Αλτσχάιμερ, αυτό δεν αποτελεί απαραίτητα εγγύηση για την εμφάνιση Αλτσχάιμερ. Σε αυτή τη μελέτη, ψάχνουν να δουν τυχόν διαφορές στην επικοινωνία μεταξύ των ατόμων που βρίσκονται σε κίνδυνο και εκείνων που δεν κινδυνεύουν.

Μέχρι στιγμής, οι παρεμβάσεις δεν έχουν καταφέρει να επιβραδύνουν ή να αντιστρέψουν επιτυχώς τα ελλείμματα προσοχής που σχετίζονται με τη νόσο του Αλτσχάιμερ. Εάν οι Lee, Katz και Kim μπορέσουν να βρουν τους συγκεκριμένους φυσικούς μηχανισμούς που ευθύνονται για τη μείωση της συγκέντρωσης που σχετίζεται με την ηλικία, μπορεί να ανοίξει την πόρτα για περαιτέρω έρευνα σε παρεμβάσεις για την επιβράδυνση της πτώσης.

Ωστόσο, τα άτομα που διατρέχουν κίνδυνο για τη νόσο του Αλτσχάιμερ δεν είναι οι μόνοι πιθανοί στόχοι αυτής της γραμμής έρευνας. Επειδή αυτή η μελέτη αφορά την απόσπαση της προσοχής, η οποία επηρεάζει άτομα όλων των ηλικιών, τα ευρήματά της θα μπορούσαν να είναι σχετικά για παιδιά και ενήλικες με διαταραχή ελλειμματικής προσοχής.

«Αυτό που είναι συναρπαστικό για μένα είναι η ομάδα που έχει δημιουργήσει ο Tae Ho», είπε ο Katz. «Αυτό δεν συμβαίνει πολύ συχνά, ειδικά αυτή η συνεργασία μεταξύ ανθρώπων με εξειδίκευση στα μοντέλα ζώων και στην ανθρώπινη εργασία και μια πραγματικά ξεκάθαρη διαδρομή από τους υποκείμενους μηχανισμούς σε πιθανές παρεμβάσεις. Είναι πολύ μοναδικό».


Αποποίηση ευθυνών: AAAS και EurekAlert! δεν ευθύνονται για την ακρίβεια των ειδήσεων που δημοσιεύονται στο EurekAlert! Σε συνεργασία με ιδρύματα ή για χρήση οποιασδήποτε πληροφορίας μέσω του συστήματος EurekAlert.

Leave a Comment