В ходе новой работы ученые из Немецкого центра нейродегенеративных заболеваний (German Center for Neurodegenerative Diseases — DZNE), Бонн, Германия, смогли объяснить возникновение нарушений пространственного ориентирования, которые часто отмечаются у людей пожилого возраста. Они выявили, что чем старше человек, тем менее стабильной у него становится активность участка в головном мозге, отвечающего за пространственную навигацию. Результаты исследования опубликованы в журнале «Current Biology».
Для того чтобы человек передвигался в пространстве, его головной мозг должен постоянно обрабатывать большой поток информации — от визуальных стимулов до сигналов, обеспечивающих мышечную активность и чувство равновесия. Таким образом, ориентация в пространстве и навигация являются одними из наиболее сложных способностей. К сожалению, с возрастом они часто снижаются, что может серьезно ухудшить качество жизни.
Автор данной работы доктор Маттиас Стангл (Matthias Stangl) заметил, что, когда человек перемещается по незнакомой местности, нет ничего необычного в том, что он испытывает трудности в ориентировании. Однако специалистам до сих пор не много известно о том, какие нейронные механизмы лежат в основе возникновения проблем с пространственной навигацией. В данном исследовании ученые выдвинули гипотезу о том, что нарушения в ориентировании обусловлены изменениями в нейронах координатной сетки, которые осуществляют основную часть навигационной обработки поступающей информации.
В виртуальной реальности и реальной жизни
Для проверки состоятельности высказанной гипотезы ученые провели эксперименты со здоровыми молодыми и пожилыми участниками, которых разделили на 2 группы. В 1-ю группу входили 20 добровольцев в возрасте 19–30 лет, а во 2-ю — 21 человек в возрасте 63–81 год. В обеих группах были как мужчины, так и женщины.
В ходе одного из экспериментов специалисты проводили функциональную визуализацию структур головного мозга с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии, помещая участников в виртуальную реальность, где они должны были перемещаться на фоне компьютерного пейзажа. Во второй части экспериментов участники ходили по определенным дорожкам, периодически останавливаясь и оценивая свою удаленность от начальной точки. Этот эксперимент проводился не только с применением виртуальной реальности, но и в реальной жизни.
Особенности активности специфических нейронов
Проанализировав полученные результаты, ученые отметили, что показатели пространственного ориентирования у молодых людей лучше, чем у пожилых. Причем ухудшение способностей к навигации было ассоциировано со снижением активности нейронов координатной сетки. Исследователи заметили, что все характеристики активности данных клеток отличались у участников из разных групп. Таким образом, чем старше был участник, не менее стабильна была возникающая активность, что свидетельствует о нарушении нейронных сетей и может быть причиной появления трудностей при ориентации в пространстве.
Авторы исследования подчеркнули, что нейроны координатной сетки играют важную роль не только в навигации, но и в других когнитивных функциях, и, возможно, выявленные изменения являются ключевым механизмом развития когнитивного дефицита в старости. В таком случае полученные результаты не только позволяют с другой стороны посмотреть на нейробиологические изменения, вызванные старением, но и попытаться разработать новые методы лечения возрастных когнитивных расстройств.
Ранние признаки деменции
Несмотря на то что небольшие трудности при ориентации в пространстве могут отмечаться и у здоровых людей, такие нарушения, по мнению некоторых исследователей, являются наиболее ранними признаками болезни Альцгеймера. Ученые надеются, что полученные результаты станут основой для разработки новых методов диагностики данного заболевания. Однако для этого необходимо будет определить, как возрастные изменения отличаются от вызванных патологией.
- DZNE — German Center for Neurodegenerative Diseases (2018) Getting lost: Why older people might lose their way: New clues on why our sense of direction tends to fade with age. ScienceDaily, March 15 (http://www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180315140715.htm).
- Stang M., Achtzehn J., Huber K. et al. (2018) Compromised grid-cell-like representations in old age as a key mechanism to explain age-related navigational deficits. Cur. Biol., March 15 [Epub. ahead of print].
Юлия Котикович
