Нове дослідження передбачає, що маловідома область у глибині головного мозку може мати вирішальне значення для збереження фізичної сили у літньому віці. Отримані результати можуть допомогти виявляти та запобігати старечій недузі ще до її початку.
Дослідники з Каліфорнійського університету в Ріверсайді використовували функціональну МРТ для вимірювання активності мозку у людей похилого віку під час виконання ними простого, але важливого завдання: стиснення пристрою з максимально можливою силою. Цей стиск, відомий у клінічних колах як тест на максимальну силу хвата, все частіше розглядається як індикатор фізичної витривалості та вразливості.
«Сила хвата – це більше, ніж просто м'язова сила, – каже Сяопін Ху, професор біоінженерії Каліфорнійського університету в Ріверсайді та головний автор дослідження. — Це показник того, наскільки добре функціонують ваше тіло та мозок у літньому віці».
Результати дослідження здивували дослідників. Серед десятків досліджених галузей мозку одна виявилася найсильнішим предиктором сили хвата: хвостате ядро. Розташоване глибоко в головному мозку, хвостате ядро відоме своєю роллю в управлінні рухами та прийняття рішень. Однак його роль у м'язовій силі та потенційна здатність сигналізувати про слабкість досі залишалися значною мірою непоміченими.
Амін Гаффарі, докторант у лабораторії Ху та провідний автор дослідження, опублікованого в журналі Frontiers in Neuroscience, пояснив, що команда використала передові моделі для порівняння сили хвату кожного учасника з повною картою внутрішньої комунікаційної системи його мозку, інакше відомою як «функціональний коннект».
"Це як скласти карту всіх телефонних ліній у вашому мозку і побачити, які з них пов'язані з тим, наскільки сильно ви можете стиснути руку", - сказав Гаффарі. "І один із найчіткіших сигналів виходив із цієї мережі, що включає хвостате ядро".
Дослідники проаналізували знімки 60 людей похилого віку, які проживають в районі Ріверсайду. У дослідницькій групі було половина чоловіків та половина жінок, і всі вони пройшли три сеанси функціональної МРТ, одночасно проходячи тестування сили. Щоб переконатися, що вони ізолюють вплив мозку від інших факторів, таких як розмір тіла, дані були нормалізовані з урахуванням відмінностей у статі та м'язовій масі.
В результаті було виявлено статистично значущу кореляцію між патернами мозкової мережі та силою хвата. Сильніший кровотік і зв'язність у хвостатому ядрі корелювали з більшою силою хвата, незалежно від статі.
Інші області, такі як хвостова частина гіпокампа, що бере участь у пам'яті, і передня поясна кора, пов'язана з емоціями та увагою, також показали деякий зв'язок із силою хвата. Але роль хвостатого ядра була найбільш помітною, що передбачає, що воно може виступати як центральний вузол для фізичних можливостей у людей похилого віку.
Це дослідження є одним з перших, що вивчає силу хвата в контексті активної нейровізуалізації під час виконання рухового завдання. На відміну від попередніх робіт, які розглядали структуру мозку або активність у стані спокою, це дослідження реєструвало нейронну функцію в реальному часі, доки учасники докладали фізичних зусиль.
"Це може в кінцевому підсумку допомогти лікарям виявляти старечу недугу на ранніх стадіях, визначаючи патерни мозкової активності до того, як люди почнуть втрачати силу", - сказав Ху.
Слабкість, що визначається як зниження здатності відновлюватися після хвороби або травми, зачіпає мільйони людей похилого віку. Це не обмежується втратою м'язової маси, а включає складну взаємодію фізичного, когнітивного та емоційного занепаду. Сила хвата стала одним із найпростіших і найнадійніших показників.
Зв'язуючи цей фізичний показник з конкретними нейронними мережами головного мозку, команда з Каліфорнійського університету в Ріверсайді сподівається створити новий діагностичний інструмент і в майбутньому мішень для терапії або тренувальних програм, спрямованих на уповільнення занепаду.
"Так само як ви зміцнюєте м'язи за допомогою вправ, - сказав Гаффарі, - ми можемо уявити собі способи зміцнення цих нейронних зв'язків за допомогою цілеспрямованих втручань".
Хоча для підтвердження результатів на більших і різноманітних групах населення необхідні додаткові дослідження, отримані дані дають багатообіцяльну підказку у розгадці того, як старіння впливає на мозок і як мозок, своєю чергою, впливає на організм, що старіє.
«Ми намагаємося зрозуміти старіння не як поодинокий випадок, а як процес, – сказав Ху. — І, звичайно, ми сподіваємося, що в довгостроковій перспективі точніші та конкретніші прогнози щодо того, як люди старітимуть, зможуть зменшити найгірші наслідки старіння».
