Мозок може старіти швидше, і це можна помітити у 20–40 років. Науковці UCLA і Стенфорда проаналізували МРТ-знімки понад 1 400 здорових людей і зʼясували: у тих, чий мозок виглядає старшим за реальний вік, гірша памʼять і більше депресивних симптомів. А швидкість старіння мозку повʼязана ще й зі складом мікробіому кишківника.
Старіння мозку зазвичай досліджують у людей похилого віку або тих, хто вже має захворювання: деменцію, хворобу Альцгеймера. Цього разу автори дослідження звернули увагу на те, що біологічні зміни в мозку накопичуються задовго до перших симптомів, а перші ознаки погіршення памʼяті та мислення можуть зʼявлятися вже після 20–30 років.
Тому вирішили перевірити, чи можна помітити ці відмінності у молодих і здорових людей, і з чим вони повʼязані. До дослідження не включали людей з психічними, неврологічними чи серйозними хронічними захворюваннями.
Що таке вік мозку
Вчені навчили модель визначати вік людини за МРТ-знімком. Модель дивилася не на розмір чи форму мозку, а на те, як його ділянки взаємодіють між собою, поки людина лежить у томографі й нічого не робить. З віком ці звʼязки змінюються, і за ними можна приблизно визначити, скільки людині років.
Потім вчені порівняли вік, який визначила модель, з реальним. Якщо модель вважала мозок старшим, ніж людина є насправді, це означало, що мозок старіє швидше за очікуване. Цю різницю автори назвали індексом старіння мозку.
Модель помилялася в середньому на 8 років — для такого методу це доволі точно. Щоб перевірити, чи можна їй довіряти, частині учасників зробили два сканування в один день: результати майже збіглися. Висновки також перевірили на трьох окремих групах людей, і вони повторилися в усіх.
Що змінюється в мозку, який старіє швидше
Мозок складається з мереж — груп ділянок, які працюють разом і відповідають за різні задачі. У людей, чий мозок старіє швидше, змінюється баланс між цими мережами.
Сильніше працює мережа, яка активна, коли ми ні на чому не зосереджені: людина поринає в роздуми, згадує минуле, думає про себе чи планує майбутнє. Разом з нею посилюються звʼязки з мережею, яка відповідає за контроль поведінки.
Натомість слабшають звʼязки ділянок, які допомагають переключати увагу на важливе, контролювати рухи та відчувати сигнали власного тіла. Також слабшає робота ділянки в лобовій частині мозку, яка допомагає свідомо керувати думками й діями.
Як це повʼязано з памʼяттю і настроєм
Учасники проходили тести на інтелект, памʼять і мислення, а також заповнювали опитувальники про настрій.
Люди, чий мозок старіє швидше, гірше справлялися з тестами на робочу памʼять — здатність утримати інформацію в голові й щось з нею зробити. Так ми запамʼятовуємо номер телефону, поки його набираємо, або рахуємо в умі. Їм також важче давалися задачі на виконавчі функції: планування, перемикання між діями, контроль своїх рішень. В одному з тестів учасники мали зʼєднати по черзі цифри й літери — ті, чий мозок старіє швидше, витрачали на це більше часу. Вони також гірше пригадували список слів через певний час після того, як його почули.
Окрім цього, у таких людей було більше депресивних симптомів за результатами стандартних опитувальників. В одній з груп вони також частіше відчували соціальну відірваність — що мають менше контактів з іншими людьми.
Як кишківник повʼязаний з мозком
Мозок і кишківник постійно обмінюються сигналами. Бактерії, які живуть у кишківнику, утворюють речовини, що впливають на імунітет, запалення, судини й роботу нервових клітин. Тому вчені вирішили перевірити, чи повʼязаний склад мікробіому з віком мозку.
Для цього 182 учасники, переважно молоді жінки, здали аналізи, щоб дослідити, які бактерії живуть у їхньому кишківнику і які речовини там утворюються. Вчені зіставили ці дані з індексом старіння мозку.
Мозок, що старіє швидше, повʼязаний з певним поєднанням кишкових бактерій. Серед них — бактерії родів Clostridium, Collinsella, Oscillibacter. Вони беруть участь в обміні жовчних кислот і утворенні жирних кислот, які впливають на імунітет і нервову систему.
Водночас у цьому переліку є й бактерії, які зазвичай вважають ознакою здорового кишківника. Тому автори наголошують: йдеться не про окремі шкідливі бактерії, а про загальний склад мікробіому.
Які речовини в кишківнику повʼязані зі старінням мозку
Ще цікавіші результати дав аналіз речовин, які утворюються в кишківнику. Вони розділилися на дві групи.
Зі швидшим старінням мозку повʼязані жирові сполуки. Серед них кераміди — жири, які повʼязують із запаленням і загибеллю клітин, а також 24-гідроксихолестерол — речовина, через яку мозок позбувається зайвого холестерину. Загалом ці сполуки асоціюються з запаленням, окислювальним стресом і порушенням обміну жирів.
З повільнішим старінням мозку повʼязані амінокислоти та речовини, які допомагають працювати нервовій системі. Зокрема ті, що беруть участь у роботі ГАМК — речовини, яка заспокоює нервову систему й гальмує надмірне збудження. Найсильніший звʼязок показав естетрол — один із жіночих статевих гормонів. Що більше його було, то молодшим виглядав мозок. Автори припускають, що гормони можуть захищати мозок від раннього старіння, але це ще потрібно перевірити.
Окремо вчені помітили речовину, яка повʼязана з кишковими бактеріями і з роботою мозкових мереж. За будовою вона схожа на сполуки з ашваганди — рослини, яку часто використовують у добавках. Це не означає, що добавки з ашвагандою впливають на старіння мозку — дослідження таких висновків не робить.
Загалом звʼязок між мікробіомом і віком мозку слабкий, але статистично значущий, тобто навряд чи випадковий.
Мозок зʼєднує кишківник із самопочуттям
Вчені зіставили всі дані разом: бактерії, речовини, роботу мозку, памʼять і настрій. Виявилося, що памʼять і депресивні симптоми повʼязані з роботою мозкових мереж, а не напряму з бактеріями.
Тобто ланцюжок виглядає так: склад мікробіому повʼязаний з речовинами в кишківнику, ці речовини — з тим, як працюють мережі мозку, а вже робота мозку — з памʼяттю і настроєм. Автори вважають, що речовини, які утворюють бактерії, можуть впливати на те, як ділянки мозку взаємодіють між собою.
Старіння мозку починається раніше, ніж здається
Дослідження показує, що відмінності у швидкості старіння мозку існують уже в молодих і здорових людей, задовго до будь-яких вікових захворювань. Їх можна помітити на МРТ за тим, як змінюється баланс між мозковими мережами: мозок більше зосереджується на внутрішніх процесах і гірше переключається між задачами. Це повʼязано зі слабшою памʼяттю і пригніченим настроєм, хоча звʼязки помірні.
Найцікавіше, що процеси в мозку повʼязані з тим, що відбувається в кишківнику. Жирові сполуки, повʼязані із запаленням, частіше трапляються в людей, чий мозок старіє швидше, а амінокислоти та жіночий гормон естетрол — у тих, чий мозок виглядає молодшим.
Поки вчені бачать лише звʼязок, а не причину, тож порад щодо харчування чи добавок дослідження не дає. Але воно показує, де шукати способи помічати раннє старіння мозку й, можливо, сповільнювати його.
