«Часы мозга» показывают, насколько быстро он стареет
Ученые из Университета Адольфо Ибаньеса, Сантьяго, Чили разработали «часы мозга», по которым можно определить, стареет ли мозг человека быстрее, чем можно предположить по его хронологическому возрасту.
«То, как стареет ваш мозг, зависит не только от того сколько вам лет. Это зависит от того, где вы живете, чем занимаетесь, каков ваш социально-экономический уровень, насколько загрязнена окружающая среда», — говорит нейробиолог Агустин Ибаньес, ведущий автор исследования. Работа опубликована в журнале Nature Medicine.
Главное — связи
Исследователи изучали старение мозга, оценивая форму функциональной связи — степень взаимодействия областей мозга друг с другом. Функциональная связность обычно снижается с возрастом.
Авторы использовали данные из 15 стран: 7 (Мексика, Куба, Колумбия, Перу, Бразилия, Чили и Аргентина), которые относятся к Латинской Америке или Карибскому бассейну, и 8 (Китай, Япония, США, Италия, Греция, Турция, Великобритания и Ирландия), которые к ним не относятся. Из 5 306 участников эксперимента некоторые были здоровы, у некоторых была болезнь Альцгеймера или другая форма деменции, а у некоторых — легкое когнитивное расстройство, предшествующее деменции.
Исследователи измеряли активность мозга участников в состоянии покоя, когда они не были заняты решением конкретной задачи. Для оценки активности мозга использовались функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) или электроэнцефалографии (ЭЭГ). Первая методика измеряет кровоток в мозге, а вторая — активность мозговых волн.
Авторы вычислили функциональную связность мозга каждого человека и ввели эти данные в две модели глубокого обучения. Модели были обучены на данных о возрасте и функциональной связанности мозга. В частности, модели «знают», как выглядят связи в нормальном мозге у человека определенного возраста. Одна модель работала с данными фМРТ, другая — с ЭЭГ. Ученые рассчитали разницу между хронологическим возрастом участника и возрастом его мозга, определенным по степени его функциональной связности. Например, разница в десять лет означает, что ваши мозговые связи примерно такие же, как у человека на десять лет старше вас.
Модели показали, что у людей с болезнью Альцгеймера или другим типом деменции разница в возрасте мозга была больше, чем у людей с легкими когнитивными нарушениями или здоровых людей.
Где и у кого мозг стареет быстрее
Участники из стран Латинской Америки и Карибского бассейна имели в среднем большую разницу возраста мозга и хронологического возраста, чем участники из других регионов. Латинская Америка — один из регионов в мира, где социальные и имущественные разрывы между людьми велики. Ибаньес считает, что именно поэтому мозг людей из этого региона стареет быстрее. Структурное социально-экономическое неравенство, воздействие загрязнения воздуха и неравный доступ к здравоохранению, по мнению ученого, связан с большей разницей в возрасте человека и мозга.
У женщин, живущих в странах с высоким уровнем гендерного неравенства — особенно в Латинской Америке и Карибском бассейне, — как правило, наблюдался больший разрыв между возрастом человека и его мозга, чем у мужчин в этих же странах.
Сейчас команда Ибаньеса изучает, связана ли разница в возрасте человека и его мозга с национальным доходом, сравнивая результаты в группах из азиатских стран и США, и учитывая данные «эпигенетических» часов, которые измеряют биологический возраст, анализируя химические модификации ДНК. В конечном итоге Ибаньес надеется, что полученные данные будут способствовать разработке подходов к персонализированной медицине, учитывающей биологическое разнообразие мозга людей по всему миру.