Но на самом деле мы не видели на этих снимках большую часть мозга – только изображения костных структур, которые окружают и защищают его нежную ткань.
В последние несколько десятилетий замечательные технологические достижения в области томографии мозга дали нам удивительную возможность увидеть подробности того, что происходит в головах людей. Появились такие новые инструменты, как магнитно‑резонансная томография (МРТ) и позитронно‑эмиссионная томография (ПЭТ), которые позволяют ученым заглянуть в живой мозг и обнаружить изменения в реальном времени. Иными словами, у нас появилось своего рода виртуальное окно в мозг.
Многие из наших исследований, проведенных в Калифорнийском университете, подтвердили тесную связь между внешними проявлениями здоровья мозга (например, памяти и языковых навыков) и фактическим биологическим старением мозга, которое показывают МРТ и ПЭТ.
Мозг Эйнштейна
Когда Альберт Эйнштейн умер в 1955 году, наследники пожертвовали мозг ученого науке, и его исследуют до сих пор. Как можно догадаться, некоторые области мозга профессора Эйнштейна оказались намного больше, чем у среднестатистического человека. Особенно большим был густой пучок нервных волокон, разделяющий левые и правые части его мозга (он называется мозолистым телом). Эти волокна передают информацию между левым и правым полушариями мозга. Высокий интеллектуальный потенциал Эйнштейна, вероятно, объясняется именно утолщенным мозолистым телом. Его лобная доля также больше обычной. Но есть хорошая новость для тех из нас, кто не родился Эйнштейном: ментальные и физические упражнения не только увеличивают массу мозга, но и способствуют повышению памяти и когнитивных способностей. МРТ обычно используются для просмотра структуры мозга; оно позволяет обнаружить опухоли, инсульты (области внезапной массовой гибели клеток) или атрофию мозга (уменьшение количества нейронов). Функциональная МРТ может показать деятельность мозга в реальном времени. Этот мощный метод сканирования дает неврологам возможность наблюдать и измерять нейронные цепи, которые вовсю стараются компенсировать возрастное снижение памяти. Провалы в памяти можно в буквальном смысле слова увидеть. Если мы выполняем простые упражнения для памяти и укрепляем наш мозг, то повторное МРТ‑сканирование покажет увеличение его активности, и эти провалы уже больше не появятся на сканах.
У людей, которые хорошо выполняют письменные тесты памяти, мозг функционирует лучше. Как показала работа моей команды ученых, субъективная оценка памяти индивида, то есть осознание изменений в памяти, отражает реальные биологические изменения в структуре его мозга. Если вы чувствуете, что теряете память, это обычно можно зафиксировать при сканировании мозга.
ОТКРЫТИЕ № 4
Тренировка может стереть «провалы в памяти» на ваших томографических снимках.
ПЭТ показывает подробную информацию о структуре мозга, а также о функциях мозга. ПЭТ‑сканер работает, как счетчик Гейгера, измеряя радиоактивность. Врач вводит пациенту крошечную дозу радиоактивного химического маркера, которая попадает через кровеносную систему в мозг, позволяя ПЭТ‑сканеру измерить объем вещества в различных областях головного мозга. В зависимости от типа химического вещества, которое вводит врач, можно обнаружить различные биологические изменения.
Когда ПЭТ впервые появилась в медицинском мире, мы были в восторге от красочных изображений – как будто впервые увидели цветной телевизор. На снимках ПЭТ активные области мозга подсвечены ярко‑красным, оранжевым и желтым цветом. Самый распространенный химический маркер, который используется во время ПЭТ‑сканирования, – одна из форм сахара (глюкозы) – основной источник энергии мозга. Многочисленные исследования показали: молодые мозги потребляют больше сахара. Теплые тона указывают, что клетки мозга активизируются стремительно, особенно в тех областях, которые контролируют память, мышление и другие когнитивные навыки.
Согласно исследованиям ПЭТ с возрастом эти же области мозга постепенно теряют свою способность эффективно сжигать сахар, что указывает на снижение функций головного мозга. Сканирование показывает это едва заметное ухудшение когнитивных способностей у здоровых людей после 40, а это примерно тот возраст, когда нейропсихологи начинают фиксировать старение мозга в письменных тестах.
Людям, чьи ПЭТ‑снимки (сканы) отмечают низкую активность в левом полушарии мозга, где находятся речевые центры, труднее выполнять устные тесты памяти. А тем, у кого наблюдается низкая активность правого полушария, контролирующего визуальные и пространственные способности, с усилием дается чтение карт и воспроизведение в памяти трехмерных изображений. Если вы левша, функции правой и левой стороны мозга у вас могут быть распределены несколько иначе, однако подчиняются они тем же закономерностям.
После выполнения сотен исследований ПЭТ с использованием маркера в виде обычного сахара, наша команда решила продвинуть эту технологию на шаг вперед. Мы начали искать более точные способы заглянуть внутрь мозга и синтезировали новый биохимический маркер (FDDNP), что позволило ПЭТ‑сканерам измерять наиболее явные признаки старения мозга – патологические белковые отложения, известные как амилоидные бляшки и тау‑клубки. Эти бляшки и клубки – «вещественные доказательства» болезни Альцгеймера. Они накапливаются на протяжении десятилетий, прежде чем появляются симптомы болезни.
Сканирование пациентов с когнитивными нарушениями, характерными для болезни Альцгеймера, показывает значительное усиление сигналов FDDNP‑ПЭТ в областях мозга, которые контролируют память, мышление и другие когнитивные способности. Наши специальные ПЭТ‑сканы выявляли едва заметные сигналы аномального накопления белка у людей с небольшими жалобами на память.
При болезни Альцгеймера одни области мозга могут быть повреждены сильно, а другие не задеты вовсе. Патолого‑анатомические исследования, проведенные после смерти таких пациентов, показывают бляшки и клубки в тех же областях мозга, которые идентифицируются с помощью FDDNP‑ПЭТ у живых больных.
Три этапа старения мозга
Наши томографические исследования выявили три основные этапа старения мозга: нормальное старение, умеренные когнитивные нарушения и слабоумие.
Когда нам за 40 или чуть меньше, мы начинаем замечать признаки небольшой забывчивости, которая не оказывает серьезного влияния на нашу повседневную жизнь. Этот этап называется нормальным старением. Если мы не в состоянии защитить наш мозг от этого процесса, он приводит к умеренным когнитивным нарушениям. Мы еще можем справляться с проблемами своей памяти и жить самостоятельно. Лишившись способности устранять эти нарушения, люди начинают страдать от слабоумия.
Когда нормальное старение мозга переходит в стадию умеренных когнитивных нарушений, томографические снимки показывают скопление бляшек и клубков в областях, которые контролируют память, особенно в гиппокампе (височной доле). Если старение мозга приближается к деменции, нарушения появляются в областях, которые контролируют речь (зона Брока), рассуждение и навыки планирования (лобная доля), память и эмоции (височная доля), восприятие и личность (теменная доля). Тем не менее сенсомоторная область (ощущение и движение), затылочная кора (зрение) и мозжечок (баланс) остаются относительно стабильными – даже у пациентов с деменцией альцгеймеровского типа.
Стадии старения мозга
Центры мозга
Не вините во всем только гены
В детстве я дружил с однояйцевыми близнецами Стюартом и Стивом. В то время я с трудом различал их. Они часто разыгрывали меня, когда Стив притворялся Стюартом и наоборот. Но узнав их получше, я научился видеть разницу, ведь сходство братьев было только внешним. Из них двоих я сдружился со Стивом – мы вместе играли в баскетбол и много шутили. Стюарт был более серьезным и чувствительным; он часто не понимал шуток и обижался. Встретив их снова через много лет, я увидел совершенно разных людей. Стюарт превратился в разведенного толстяка, который много курил. Стив же был подтянутым и здоровым семьянином с тремя детьми.
Комментариев нет