Ludzki mózg starzeje się wolniej, niż dotychczas przypuszczano – i to warstwowo, przynajmniej w obrębie kory mózgowej odpowiedzialnej za zmysł dotyku. Do takich wniosków doszli naukowcy z Niemieckiego Centrum Chorób Neurodegeneracyjnych (DZNE), Uniwersytetu w Magdeburgu oraz Instytutu Badań Klinicznych Mózgu im. Hertie przy Uniwersytecie w Tybindze, opierając się na obrazach mózgu młodych i starszych dorosłych oraz badaniach na myszach. Wyniki opublikowane w czasopiśmie „Nature Neuroscience” dostarczają również nowych informacji na temat zmian w zdolności przetwarzania bodźców sensorycznych wraz z wiekiem.
Kora mózgowa człowieka ma zaledwie kilka milimetrów grubości i jest silnie pofałdowana. Z wiekiem zwykle staje się cieńsza, co uznaje się za charakterystyczny objaw starzenia – między innymi wskutek utraty neuronów, co wiąże się z pogorszeniem niektórych funkcji. – Powszechnie przyjmuje się, że mniejsza objętość mózgu oznacza gorsze funkcjonowanie – wyjaśnia prof. Esther Kühn, neurobiolożka z DZNE i Instytutu Hertie. – Jednak dokładny mechanizm starzenia się kory mózgowej jest wciąż słabo poznany. To zaskakujące, biorąc pod uwagę, jak wiele codziennych czynności zależy od jej prawidłowej pracy. Dlatego zbadaliśmy ten proces za pomocą wysokorozdzielczych skanów mózgu.
Procesor dla bodźców dotykowych
Badacze skupili się na pierwotnej korze somatosensorycznej – obszarze przetwarzającym sygnały z receptorów dotyku, położonym po lewej i prawej stronie czubka głowy, biegnącym wąskim pasmem w kierunku uszu. – Ten obszar jest kluczowy dla percepcji własnego ciała i interakcji ze środowiskiem. Kiedy podnoszę klucz, naciskam klamkę czy idę, potrzebuję stałej informacji dotykowej, aby kontrolować ruchy – mówi Kühn.
Zaskakujące odkrycie
Dzięki wykorzystaniu rezonansu magnetycznego o polu 7 Tesli udało się odwzorować ten rejon mózgu z niezwykłą dokładnością – w rozdzielczości pozwalającej zobaczyć struktury wielkości ziarnka piasku. Przebadano około 60 osób w wieku od 21 do 80 lat. Okazało się, że pierwotna kora somatosensoryczna składa się z kilku bardzo cienkich warstw, każda o odrębnej budowie i funkcji, które starzeją się w różnym tempie. Choć cała kora ulega ścieńczeniu, niektóre warstwy pozostają stabilne, a nawet grubieją wraz z wiekiem – prawdopodobnie dzięki częstemu wykorzystywaniu i utrzymaniu funkcjonalności. To dowód na neuroplastyczność mózgu również u osób starszych.
Architektura warstwowa
Warstwowa budowa pierwotnej kory somatosensorycznej występuje także w innych rejonach mózgu oraz u innych gatunków. Środkowa warstwa działa jak „brama” dla bodźców dotykowych, a wyższe warstwy odpowiadają za dalsze przetwarzanie – np. integrację sygnałów z sąsiadujących palców podczas chwytania. Badacze wykonali też testy wrażliwości dotykowej i sprawności manualnej oraz funkcjonalny rezonans magnetyczny, by ocenić aktywność środkowej warstwy kory.
Degeneracja tylko w głębokich warstwach
Jedynie dolne warstwy kory wykazywały wyraźne oznaki starzenia – były cieńsze u starszych badanych. W tych warstwach zachodzi modulacja bodźców dotykowych: wzmocnienie lub osłabienie sygnałów w zależności od kontekstu. – Jeśli noszę pierścionek, po pewnym czasie przestaję go czuć, dopóki świadomie nie zwrócę na niego uwagi – wyjaśnia Kühn.
Co jest używane, jest zachowane
Środkowe i górne warstwy, stale stymulowane przez kontakt ze środowiskiem, zachowują swoją funkcję. Dolne warstwy są pobudzane rzadziej, zwłaszcza w starszym wieku. Przykładem jest 52-letni uczestnik badania, który od urodzenia miał tylko jedną kończynę górną – odpowiadająca jej warstwa kory była znacznie cieńsza. To tłumaczy, dlaczego niektóre zdolności, jak pisanie na klawiaturze, mogą pozostawać stabilne przez lata, a inne – wymagające modulacji bodźców – pogarszają się z wiekiem.
Dowody na mechanizmy kompensacyjne
Mimo ścieńczenia dolnych warstw, ich zawartość mieliny wzrastała wraz z wiekiem – również u myszy. Wynikało to z większej liczby określonych neuronów poprawiających modulację sygnałów. Mechanizmy kompensacyjne mogą więc częściowo przeciwdziałać spadkowi funkcji, choć dane z mysiego modelu sugerują, że efekt ten zanika w bardzo późnym wieku.
Optymistyczne spojrzenie na starzenie
– Nasze wyniki potwierdzają, że odpowiednia stymulacja może korzystnie wpływać na mózg. To optymistyczna wiadomość: możemy w pewnym stopniu modulować proces starzenia – podsumowuje Kühn.
Źródło: Nature Neuroscience, Layer-specific changes in sensory cortex across the lifespan in mice and humans
DOI: http://dx.doi.org/10.1038/s41593-025-02013-1
