המחקר מספק תובנות חדשות לגבי תהליך ההזדקנות של המוח האנושי

צוות של מדענים מהאוניברסיטה הטכנולוגית של נאניאנג, סינגפור (NTU Singapore) הוכיח שהתקשורת בין נוירונים מקודדי זיכרון – תאי עצב במוח האחראים לשמירה על זיכרון העבודה – מופרעת עם ההזדקנות וכי זה יכול להתחיל בגיל העמידה.

ממצאי המחקר, שדווחו ב תקשורת טבעלספק תובנות חדשות על תהליך ההזדקנות של המוח האנושי, ולסלול את הדרך לטיפולים לשמירה על הרווחה הנפשית של אדם מזדקן.

מדענים חקרו זה מכבר את השפעת ההזדקנות על התפקודים הביצועיים של המוח, כמו שליטה עצמית גרועה יותר וזיכרון עבודה. אמנם ידוע היטב כי הזיכרון יכול להחמיר ככל שאנשים מזדקנים, אך לא היה ברור אילו שינויים מתרחשים ברמת הנוירונים במוח הגורמים לכך – עד כה.

מחקרים קודמים השתמשו בתאי עצב של נבדקים מתים, אך צוות בית הספר לרפואה של לי קונג צ'יאן (LKCMedicine) מדד את הפעילות בזמן אמת של תאי עצב בודדים בעכברים חיים. כדי לבצע את המדידות הללו, הצוות אימץ טכניקת הדמיה אופטית שנחשפה לאחרונה שאפשרה להם להבין את התפקוד של כל נוירון על ידי מדידת הפעילות העצבית שלו בהקשר של זיכרון עבודה.

בניסויי מעבדה, מדעני NTU חקרו כיצד נוירונים בעכברים בשלוש קבוצות גיל שונות – צעירים, בגיל העמידה וזקנה – הגיבו למשימות שדרשו זיכרון.

החוקרים הראו שבהשוואה לעכברים צעירים, עכברים בגיל העמידה וזקנים נדרשו ליותר מפגשי אימון כדי ללמוד משימות חדשות, מה שמעיד על ירידה מסוימת בזיכרון וביכולות הלמידה מגיל העמידה. אבל מעבר לכך, הם מצאו גם שינויים בתאי העצב של עכברים מבוגרים.

הקשרים בין נוירונים נחלשים עם הגיל

באמצעות טכניקות אופטיות מתקדמות (הדמיית סידן ומניפולציה אופטוגנטית) המאפשרות לחוקרים לצפות במספר נוירונים בודדים ולתפעל את פעילותם, צוות ה-NTU גילה כי נוירונים בחלק אחד של המוח, הקורטקס הקדם-פרונטלי, הראו יכולת קידוד זיכרון חזקה בעכברים צעירים. עם זאת, יכולת זו להחזיק זיכרון פוחתת בעכברים בגיל העמידה ובעכברים זקנים עקב היחלשות הקשרים בין הנוירונים, מה שגורם לעכברים לקחת זמן רב יותר להיזכר ולבצע משימות.

בעוד שמדענים יודעים שקשרים בין נוירונים הם חיוניים לאחסון זיכרון, לא הוכח בעבר בניסוי במוח החי כיצד שינויים בתאי מוח מזדקנים גורמים להיחלשות הקשרים.

לפיכך, הממצאים מצביעים על כך שחיזוק הקשרים המוחלשים בין תאי העצב, כגון באמצעות פעילויות אימון זיכרון, יכול לעזור לעכב את ההידרדרות של זיכרונות העבודה של אנשים עם הגיל.

המחקר שלנו מדגיש הפחתה משמעותית בתקשורת בין נוירונים האחראים לקידוד זיכרונות בקליפת המוח הקדם-מצחית – גורם מפתח בירידה בזיכרון העבודה הקשור לגיל, שהיה תהליך נוירולוגי שעד כה לא הובן באופן נרחב. גילוי זה מספק ראיות נוספות לכך שהתערבות יזומה יכולה לשפר את תקשורת הנוירונים. דוגמאות להתערבות כוללות שינויים באורח החיים כגון אימון קוגניטיבי ופעילות גופנית סדירה. פעילויות אלו עשויות למתן את ההשפעה של ההזדקנות הקוגניטיבית ולשפר את הבריאות הקוגניטיבית הכללית של אנשים ככל שהם מזדקנים."

Tsukasa Kamigaki חוקר ראשי ופרופסור עוזר מ- LKCMedicine של NTU

ירידה בזיכרון יכולה להתחיל בגיל העמידה

ניסויים נוספים הראו גם כי היחלשות הקשרים בין תאי העצב הובילה לאי יציבות של מעגלים עצביים בקליפת המוח הקדם-מצחית כבר מגיל העמידה, וכתוצאה מכך יכולת ירודה יותר להחזיק זיכרון.

צוות ה-NTU השתמש בטכנולוגיה אופטוגנטית – שיטה המשתמשת בתעלות יונים רגישות לאור מהונדסים גנטית בנוירונים המאפשרת שליטה בפעילות הנוירונית באמצעות גירוי אור – כדי לכבות לזמן קצר נוירונים במוח למשך שניה עד שתיים וגילתה שזיכרון העבודה מעגלים בעכברים בגיל העמידה רגישים במיוחד להפרעות הקצרות בפעילות העצבית.

המחבר הראשון ועוזר המחקר של LKCMedicine Huee Ru Chong אמר, "המחקר שנמשך ארבע שנים מראה שהתפקוד המתמשך של המעגלים הפרה-פרונטליים הוא קריטי למשימות זיכרון. העובדה שמעגלי המוח הראו סימני השפלה מגיל העמידה מדגישה את הצורך לאסטרטגיות קליניות לשמירה על הרווחה הנפשית שלנו מוקדם ככל האפשר."

מחבר ראשון ועמית מחקר LKCMedicine, ד"ר ידולה ראנג'בר-סלאמלו, אמר, "מצאנו שקליפת המוח הקדם-מצחית בעכברים נשארת פעילה כשהם זוכרים דברים, כמו בני אדם. הממצא מצביע על כך שעכברים יכולים להוות מודל טוב לחקר אופן פעולת הזיכרון ו תהליך ההזדקנות שלו. הממצאים שלנו, לפיכך, מצביעים על כך שבדיוק כמו בעכברים, המוח שלנו עשוי להתחיל להתדרדר בשלב מוקדם ככל שאנו מתבגרים."

LKCMedicine פרופסור חבר Nagaendra Kandiah, יועץ בכיר אורח נוירולוג בבית החולים הלאומי האוניברסיטאי של סינגפור ובבית החולים Khoo Teck Puat, שאינו מעורב במחקר, אמר, "בבני אדם, קליפת המוח הקדם-מצחית ממלאת תפקיד מפתח בארגון, שימור ושליפה של זיכרון. הממצאים המרגשים של צוות NTU מספקים תובנות לגבי שינויים עצביים ספציפיים בקליפת המוח הקדם-מצחית הקשורים להזדקנות. הידע החדש הזה יהיה בעל רלוונטיות קלינית עצומה בתכנון התערבויות קוגניטיביות לעיכוב ירידה בזיכרון הקשור לגיל."

בהתייחס כמומחה בלתי תלוי, ד"ר ג'ון נישיאמה, עוזר פרופסור בתוכנית למדעי המוח והפרעות התנהגות בבית הספר לרפואה דיוק-NUS אמר, "זה ידוע שביצועי המוח יורדים עם ההזדקנות, אך הסיבות הבסיסיות נותרו חמקמקות. מחקר פורץ דרך זה מ-NTU סינגפור מציע תובנות נוירולוגיות מפתח לגבי ירידה בזיכרון העבודה הקשור לגיל, תוך הדגשת תקשורת נוירונית מופחתת בקליפת המוח הקדם-מצחית של העכבר החל מגיל העמידה. מחקר זה מדגיש את החשיבות של התערבויות מוקדמות ואסטרטגיות למאבק בירידה קוגניטיבית, מה שמספק מסגרת חיונית לעתיד מחקר הזדקנות ותחזוקת בריאות המוח."

הצעדים הבאים של פרויקט זה הם לחקור שינויים עצביים נוספים במוח המתרחשים בגיל העמידה כדי להבין כיצד התערבויות יזומות עשויות לשפר את התקשורת בין אזורי מוח שונים.