Większy mózg - szybsze starzenie się człowieka

Te regiony mózgu, które w trakcie ewolucji człowieka najbardziej się rozwinęły, są też najbardziej podatne starzenie – dowodzą naukowcy na łamach „Science Advances”. Do takich wniosków doszli, porównując mózgi szympansów i ludzi.

Jak powiększał się ludzki mózg

.Około siedmiu milionów lat temu ludzki mózg rozwinął się pod względem wielkości i złożoności, umożliwiając człowiekowi m. in. posługiwanie się językiem i planowanie.

W miarę, jak naukowcy coraz lepiej rozumieją strukturę ludzkiego mózgu, biolodzy ewolucyjni zaczęli się zastanawiać, jak poszczególne regiony tego organu ewoluowały od czasów naszych przodków.

Ludzki mózg jest trzykrotnie większy niż mózg szympansa. Jednak nie wszystkie regiony ludzkiego mózgu rozwijały się w tym samym tempie. Niektóre powiększyły się tylko niewiele, podczas gdy inne urosły znacznie.

Niemiecko-amerykański zespół naukowców opracował program komputerowy do analizy skanów mózgu 189 szympansów i 480 ludzi. Badacze zmapowali każdy mózg i rozpoznali skupiska neuronów, tworzące odrębne regiony. Naukowcy zwrócili uwagę, że oba gatunki mają po 17 regionów mózgu.

Uzyskane dane pozwoliły obliczyć, jak bardzo powiększył się każdy z 17 regionów w ludzkim mózgu. Odkryli, że niektóre z nich mają podobny rozmiar u obu gatunków, ale kilka obszarów jest znacznie większych u ludzi. Jednym z takich obszarów jest kora oczodołowo-czołowa, która znajduje się bezpośrednio za oczami i odgrywa kluczową rolę w podejmowaniu decyzji i regulacji reakcji emocjonalnych.

Następnie naukowcy zbadali, co dzieje się z mózgiem w miarę starzenia się. Neurobiolodzy od dawna wiedzą, że u ludzi po trzydziestce neurony zaczynają tracić niektóre ze swoich połączeń i rezultacie mózg zaczyna się kurczyć. Jednak trudno jest porównać mózgi ludzkie z mózgami małp, ponieważ człowiek żyje znacznie dłużej niż one. Oprócz tego starsze osoby mogą cierpieć na choroby takie, jak alzheimer czy parkinson, które mogą niszczyć jeszcze więcej neuronów.

Ponieważ szympansy rzadko dożywają wieku powyżej 50 lat, naukowcy wybrali ludzi w porównywalnym wieku, aby zbadać, jak ich mózgi się starzeją. Przeanalizowali ochotników w wieku od 20 do 58 lat oraz szympansy w wieku od 9 do 50 lat. U obu gatunków, jak odkryli badacze, mózg kurczy się z wiekiem, jednak niektóre regiony kurczą się szybciej niż inne.

U ludzi najszybciej kurczącym się regionem była m.in. kora oczodołowo-czołowa i te części mózgu, które najbardziej się powiększyły w ciągu ostatnich kilku milionów lat.

Nowe badanie jest „kolejnym szczeblem drabiny, po której wspinamy się, aby starzenie się mózgu” – komentuje cytowany przez „The New York Times”, Caleb Finch, biolog ewolucyjny z University of Southern California, który nie był zaangażowany w badania. Zauważył jednak, że badania jeszcze nie wykazały, dlaczego najbardziej rozwinięte części mózgu są tak podatne na kurczenie się wraz z wiekiem. „To wcale nie jest jasne. Neurony nie mają żadnych różnic chemicznych” – powiedział.

Starzenie się mózgu jest coraz lepiej badane

.Według autora badania, Sama Vickery’ego, jednym z możliwych wyjaśnień jest fakt, że najszybciej rozwijające się części mózgu odpowiadają za najbardziej złożone myślenie. Możliwe, że neurony, które wykonują te procesy myślowe, szybko się zużywają, powodując kurczenie się tych regionów.

Aida Gomez-Robles, antropolog z University College London, nie zaangażowana w badanie, zauważyła, że 189 skanów szympansów może dostarczyć jedynie niepełny obraz ich starzejących się mózgów. „Podobne badania nad starzeniem się u ludzi zwykle obejmują tysiące osób” – powiedziała „The New York Times”.

Autorzy badania mówią o ironii losu, bo faktycznie duże mózgi pozwalają człowiekowi żyć dziesiątki lat dłużej, niż żyją szympansy. „Dzięki dużym mózgom nasz gatunek zapewnił sobie stałe źródło pożywienia, zrozumiał znaczenie czystej wody i stworzył nowe gałęzie medycyny. Jednak w naszych dodatkowych latach życia, mózgi kurczą się” – napisali naukowcy.

„Frustracje związane ze starzeniem się – trudności z przypominaniem sobie słów, czy przełączaniem się między zadaniami – mogą być po prostu dziedzictwem naszej ewolucji. Ale to ma swoją cenę” – powiedział Sam Vickery.

Czy nasz umysł może rozwijać się całe życie?

Uczenie się jest czynnością całego życia. Od najmłodszych lat nasz mózg mobilizuje znaczną część swoich funkcji (skupienie, pamięć, widzenie, słyszenie, motoryka…) po to, abyśmy mogli nabywać nową wiedzę i nowe umiejętności. Jakie mechanizmy pozwalają nam się uczyć? I jak się one zmieniają wraz z upływem lat?

Uczenie się jest dynamicznym procesem poznawczym, który przebiega w dwóch etapach: najpierw następuje pozyskanie nowej informacji, a później, jej zmagazynowanie w pamięci. Proces ten zostawia pewnego rodzaju odcisk w naszym mózgu, jako ślad po przeżytym doświadczeniu. A dokładniej, neurony, które uczestniczą w tym doświadczeniu i pozyskaniu nowej informacji zmieniają sposób, w jaki rozmawiają ze sobą: ich połączenia (synapsy) wzmacniają się lub zanikają.

Czasami zdarza się, że dynamika naszych procesów uczenia się prowadzi, po prostu, do eliminacji niepotrzebnych połączeń neuronowych, na rzecz połączeń „pożytecznych”. Mówi się obrazowo o „przycinaniu” synaps (pruning w jęz. angielskim), tak jak robi się z drzewami, które pozbawia się niepotrzebnych gałęzi. Do „przycinania” synaps dochodzi głównie w dzieciństwie oraz w czasie olbrzymiej rewolucji, jaką jest okres dojrzewania.

PAP/WszystkocoNajważniejsze/MB