Как меняется работа мозга, пока мы стареем: 6 научных теорий

Лобная кора — это часть мозга, отвечающая за такие функции нервной системы, как планирование, контроль поведения, рабочую память и принятие решений. Теория старения лобной коры предполагает, что возрастное ухудшение когнитивных функций, происходит как раз из-за нарушения работы префронтальных отделов.

Действительно, еще в конце XIX веке было высказано предположение о том, что эволюционно более новые части мозга, в том числе лобная кора, сильнее подвержены инсульту. Современные исследования доказывают, что именно лобные доли страдают сильнее всего при старении — их объем уменьшается примерно на 10% к 75-85 годам.

Однако перемены, происходящие в мозге в процессе старения, выходят за пределы лобных отделов. То есть изменения в префронтальной коре в ходе старения действительно присутствуют, но этим нельзя объяснить все когнитивные трансформации, связанные со старением.

 

С возрастом, по мере того как отдельные участки мозга начинают работать хуже, другие области берут на себя часть их функций, чтобы компенсировать возникшие нарушения.

Это явление называется «компенсаторной реорганизацией нейронных цепей»: в этот момент нейронные сети перестраиваются, чтобы общая эффективность работы мозга сохранялась на высоком уровне. Например, в задачах на рабочую память, в которых необходимо запоминать слова, у более молодых участников активность наблюдается только левом полушарии. Но у участников старшего возраста при выполнении тех же задач задействуются оба полушария. Исследователи мозга называют этот феномен уменьшением межполушарной асимметрии.

Компенсационная перестройка нейронных цепей может быть тем механизмом, который помогает поддерживать умственные способности, а значит и качество жизни, на высоком уровне. И хотя компенсаторные возможности мозга для разных людей неодинаковы и во многом зависят от образа жизни, такая способность адаптироваться к возрастным изменениям может быть ключевым фактором замедления ухудшения когнитивных функций при старении.

Теория резервов во многом сосредоточена на поисках взаимосвязи между когнитивными изменениями и факторами образа жизни – какие-то из этих факторов будут увеличивать резерв (физическая активность, социальные контакты, умственная нагрузка), какие то, наоборот, приводят к его уменьшению (депрессия, тревожность, наличие хронических заболеваний).

Существует несколько подходов к определению резерва:

«Компенсационный резерв» предполагает задействование дополнительных областей мозга, которые ранее не участвовали в решении подобных задач, что, по сути, является продолжением предыдущей теории. Исследования показывают, что люди с высоким резервом могут дольше сохранять ясность ума, несмотря на возрастные изменения в мозге.

Сенсорная депривация— это снижение качества работы «сенсорных систем» — слуха, зрения, осязания, обоняния, вкуса. Из этой теории следует: снижение потока сенсорной информации приводит к уменьшению активности в соответствующих областях мозга, что ускоряет его старение.

Связь между тем, как хорошо человек видит и слышит, и его умственными способностями, впервые заметили еще в конце 1990-х годов. Эта связь была намного сильнее у пожилых людей в возрасте от 70 до 103 лет, чем у более молодых участников исследования — от 25 до 69 лет. В одном из исследований было показано, что острота зрения и слуха, а также равновесие при ходьбе объясняют примерно 59% различий в умственных способностях участников.

Таким образом, нарушения в работе сенсорных систем могут стать важными предвестниками ухудшения когнитивных функций. Если вовремя это заметить, можно заблаговременно предотвратить его замедление.

С возрастом мозг начинает работать медленнее. В основе снижения скорости обработки информации лежат два механизма.

Все эти механизмы влияют на способность человека быстро реагировать, принимать решения и переключаться между делами. Например, пожилым людям требуется больше времени, чтобы понять новую информацию или выполнить сложное задание. Этот факт не означает потерю интеллекта, а лишь указывает замедление когнитивных процессов.

Тормозные влияния — это способность мозга фильтровать ненужную информацию и сосредотачиваться на главном. С возрастом эта функция ухудшается, и человек становится более восприимчивым к отвлекающим факторам. Так, людям в возрасте бывает сложнее сосредоточиться в шумной обстановке.

Наблюдения ученых показывают: у лиц в возрасте 55–70 лет проявляется более низкая активация во фронтально-стриальной области, в особенности в правой верхней части передней области мозга, по сравнению с испытуемыми в возрасте 24–30 лет. Именно активность данной области связана с тормозными влияниями при решении задач, требующих избирательного внимания. Получается, что теория снижения тормозных влияний согласуется с теорией старения лобных долей.

Неспособность снизить чрезмерную активность может быть основой многих возрастных когнитивных нарушений. Дефицит тормозных влияний отражается на способности контролировать внимание и эмоции, что может повлиять на качество жизни пожилых людей.

Старение мозга — сложный процесс, который включает множество факторов. Все описанные теории не противоречат друг другу и рассматривают когнитивное старение с разных сторон. Они могут внести ясность в понимание того, почему умственные способности меняются с возрастом. Но главное — помогут понять механизмы, по которым происходит ухудшение когнитивных функций при старении, раскроют факторы, влияющие на скорость этих изменений, и позволят разработать меры по их замедлению.

Материал подготовлен на основе статьи научных сотрудников Центра нейрокогнитивных исследований (МЭГ-центра) МГППУ Веры Третьяковой и Кристины Пульциной, опубликованной в журнале «Клиническая и специальная психология».