Koncept neuroplasticity a udržiavania duševného zdravia - Medical Life
Odhaduje sa, že oneskorenie nástupu demencie najmenej o rok by mohlo znížiť celkovú záťaž Alzheimerovou chorobou až o 9,2 milióna prípadov do roku 2050, čo je počet, vďaka ktorému je ovplyvnenie plasticity mozgu pozitívnym smerom globálnou prioritou.
Pred prijatím „normálneho kognitívneho poklesu súvisiaceho s vekom“ je dôležité zvážiť nedávny výskum mýtu o kognitívnom poklese. Neuroplasticita - schopnosť mozgu reorganizovať sa v reakcii na vnútorné a vonkajšie faktory - môže mať negatívny alebo pozitívny vplyv v každom veku. Dnes vieme, že neuróny sa neustále rodia z endogénnych kmeňových buniek a pridávajú sa do zubnej žľazy po celý život, ale neurogenéza hipokampu dospelých sa s vekom prudko znižuje. Krátkodobé vystavenie obohatenému prostrediu vedie k výraznému zvýšeniu počtu nových neurónov spolu s podstatným zlepšením behaviorálneho výkonu. Táto plastická reakcia môže byť relevantná na vysvetlenie priaznivých účinkov vedenia „aktívneho života“ na mozog.
Michael Merzenich je považovaný za „otca neuroplasticity“ - zistil, že ľudský mozog je mimoriadne plastický, a vyvinul nové vedecké intervencie na zlepšenie jeho fungovania. Marian Diamond je tiež považovaný za „matku neuroplasticity“. Jej práca viedla k zmene paradigmy pre vedcov. Ako prvá dokázala, že v každom veku sa mozog zmenšuje v zlom prostredí z hľadiska podnetov a rastie v obohatenom prostredí. Diamond ukázal, že kognitívna stimulácia zvyšuje počet cirkulujúcich CD4-pozitívnych T lymfocytov, čo podporuje myšlienku, že imunitu je možné modulovať dobrovoľne. Inými slovami, myslenie môže mať vplyv na imunitný systém.
Päť prvkov pre zdravý mozog
Diamond identifikoval päť základných prvkov pre zdravý mozog: novosť, výzva, cvičenie, strava a láska. Výskum na zvieratách ukázal, že stimulácia životného prostredia je nevyhnutná pre zlepšenie a udržanie kognitívnych funkcií. Novinka, sústredená pozornosť a výzva sú základnými zložkami zlepšenia kognitívnych funkcií.
Výskum na zvieratách preukázal, že obohatené prostredie viedlo k päťnásobnému zvýšeniu nervových fenotypov, ktoré súviselo s „významným zlepšením parametrov učenia, prieskumným správaním a pohybovou aktivitou“. Okrem toho tieto nové skúsenosti viedli k zníženiu vekovo závislej degenerácie, o čom svedčí nižšia akumulácia lipofuscínu v dentáte gyrus.
Článok pokračuje po odporúčaniach
Priečinok
Sestry majú vplyv na manažment pacienta s diabetom
Priečinok
Dobrovoľník v pandémii
V projekte Rush Memory and Aging Project súhlasilo s ročným hodnotením a pitvou mozgu po ich smrti 964 ľudí bez kognitívnych porúch, s priemerným vekom 78,7 rokov a priemerom 14,6 rokov vzdelávania. Na začiatku štúdia im bola položená otázka, či sa do 18 rokov naučili cudzie jazyky, či chodia na hudobné hodiny, a ak áno, koľko rokov každý z nich. Počas približne šiestich rokov ročných vyšetrení sa u 396 osôb vyvinula mierna kognitívna porucha (MCI). Riziko MCI bolo o 30% nižšie u tých, ktorí absolvovali viac ako štyri roky jazykového výcviku pred dosiahnutím veku 18 rokov; rovnaké zistenie platilo pre tých, ktorí pred 18 rokmi mali viac ako štyri roky hudobnej výchovy. Bolo však šokujúce, že riziko MCI bolo o 60% nižšie u ľudí, ktorí absolvovali viac ako štyri roky jazykových kurzov aj hudby v detstve, v porovnaní s ľuďmi, ktorí sa tohto typu učenia nedočkali.
Vplyv hudby na neuroplasticitu
Hudba je komplexná a multisenzorická forma obohatenia, ktorá má pozitívny vplyv na neuroplasticitu v niekoľkých oblastiach mozgu, pretože si vyžaduje integráciu audiovizuálnych informácií aj abstrakciu. Merania magnetoencefalografie u jedincov s priemerným vekom 26,4 rokov zdôraznili ústrednú úlohu, ktorú zohráva predná prefrontálna kôra a skutočnosť, že neuroplastická odpoveď bola intenzívnejšia u hudobníkov s dlhodobým tréningom ako u tých s krátkodobým tréningom.
V inej štúdii sa po štyroch mesiacoch hodín klavíra tešili ľudia vo veku od 60 do 84 rokov zlepšenej nálade, ako aj významnému zlepšeniu pozornosti, kontroly, motorických funkcií, vizuálneho skenovania a exekučné funkcie. Zdraví nehudobní ľudia vo veku 60 až 84 rokov reagovali na Mozartovu hudbu v pozadí, s výrazným zvýšením rýchlosti spracovania, v porovnaní s ostatnými tromi skupinami, ktoré mali v pozadí ticho, biely šum alebo Mahlerovu hudbu. V tej istej štúdii boli Mozart aj Mahler ako hudba na pozadí spájaná s lepšou pamäťou v porovnaní so skupinami testovanými s tichom alebo bielym šumom v pozadí.
Úloha nových neurónov
Do akej miery je neurogenéza relevantná pre spracovanie informácií? Nové mozgové bunky v gyruse dentate sú nevyhnutné na rozlíšenie jemných rozdielov v zážitkoch a na zmyslové impulzy. V prvých dňoch života sa z nových mozgových buniek vyvinú dendrity a axóny. V tomto období potrebujú nové neuróny skúsenosti, ako napríklad fyzickú aktivitu a učenie, ktoré zahŕňajú výzvu a novosť, aby sa stali integrovanými a stabilnými v gyruse dentate. V 6. až 8. týždni sú nové neuróny excitabilnejšie ako zrelé mozgové bunky a umožňujú plastickú reakciu mozgu dospelých.
Pohyb a šedá hmota
Cvičenie by malo byť súčasťou zdravotnej starostlivosti, pretože hrá dôležitú úlohu pri zlepšovaní zdravia mozgu. Pravidelné cvičenie môže posilniť imunitný systém. Nedávny prehľad naznačuje, že rôzne typy fyzickej aktivity a vysoká úroveň fyzického tréningu môžu znížiť takzvanú „normálnu vekovú“ atrofiu hipokampu a zväčšiť jej objem. Aeróbne cvičenie bolo spojené so zvýšenou neurogenézou u ľudí a ovplyvňuje prežitie a dozrievanie nových neurónov produkovaných u dospelých. U ľudí vo veku 55 až 80 rokov bolo cvičenie účinnou metódou na zvýšenie objemu šedej hmoty v hipokampe a prefrontálnej kôre, „efektívne zvrátenie straty objemu o 1 - 2 roky“ a zlepšenie pamäti.
Diéta a zápal
Kalorické obmedzenie bolo spojené so zdraviu prospešnými účinkami. Výskum naznačuje, že dodržiavanie zásady hara hachi bu („jedzte až do sýtosti 80%“) bolo dôležitým faktorom výnimočnej dlhovekosti spojenej so zvýšeným zdravím ľudskej populácie. 30% zníženie kalórií bolo spojené s 20% zlepšením verbálnej pamäte po troch mesiacoch. Niektoré z týchto kognitívnych a všeobecných zdravotných výhod kalorického obmedzenia u ľudí môžu súvisieť so znížením zápalu a oxidačného poškodenia. Zdá sa, že zníženie kalorického príjmu zlepšuje synaptickú odolnosť proti agresii a mení počet, architektúru a výkon synapsií. Okinawská a stredomorská strava sú tiež potenciálnymi stratégiami na zníženie kognitívneho poklesu v starobe. Obidve diéty majú ako základ zeleninu, ovocie, ryby. Oba sú bohaté na zdravé polyfenoly a polynenasýtené tuky a majú antioxidačné a protizápalové účinky.
Ostatné polyfenoly nachádzajúce sa v kakau sú známe pre svoje silné protizápalové a antioxidačné účinky. Kakaové flavonoidy „spôsobujú angiogenézu, neurogenézu a zmeny v neuronálnej morfológii, hlavne v oblastiach zapojených do učenia a pamäti“. Ľudia vo veku od 50 do 69 rokov, ktorí konzumovali 900 mg kakaových flavonoidov denne počas troch mesiacov, si užívali vylepšený výkon zubov pri kognitívnych aj fMRI testoch.
Meditácia, vnímanie a stres
V Baltimore Longitudinal Study of Aging boli stereotypy hodnotené u ľudí bez demencie desaťročia pred vykonaním ročných zobrazovacích testov. Zistilo sa teda, že ľudia s „negatívnejšími“ stereotypmi v živote mali významne väčšiu stratu objemu hipokampu a väčšiu akumuláciu neurofibrilárnych spleti a amyloidných plakov. Ďalšia štúdia naznačuje, že ľudia, ktorí sa venujú dlhodobej meditácii, môžu spomaliť proces straty šedej hmoty súvisiacej so starnutím. V prehľade sociálnych vplyvov na neuroplasticitu sú opísané intervencie, ktoré môžu znížiť stres a podporiť blahobyt i prosociálne správanie. Patrí sem meditácia, súcit, všímavosť a láskavosť, s ktorými sú spojené funkčné a štrukturálne zmeny. Ukázalo sa tiež, že priatelia a členovia rodiny môžu stimulovať zdravé starnutie, ale depresia a stres môžu viesť k strate objemu hipokampu.
Nespavosť spojená s kognitívnym poškodením
Spánková deprivácia u myší mala za následok hipokampálny neurozápal a súvisiace poruchy učenia a pamäte. Štúdia s 6050 dospelými vo veku nad 65 rokov identifikovala lepšiu kvalitu života a nezávislé fungovanie u jedincov, ktorí mali dostatok spánku v porovnaní s tými, ktorí hlásili nespavosť. Chronická ľudská nespavosť bola spojená s hipokampálnou atrofiou a zníženou neurogenézou; to bolo spojené s kognitívnymi poruchami. Chronická deprivácia spánku u zvierat viedla k zvýšeniu zápalových molekúl a zníženiu BDNF (neurotrofický faktor pochádzajúci z mozgu), čo je rozhodujúce pre mnohé zložky neuroplasticity. Medzi hlavné fyziologické problémy spôsobené spánkovou depriváciou patria „kognitívne deficity, zápaly, všeobecné poruchy translácie bielkovín, metabolická nerovnováha a tepelné poruchy“. Jedným z neuroprotektívnych mechanizmov dostatočného spánku môže byť zníženie zápalu súvisiaceho so starnutím a zníženie neurogenézy, ako je zrejmé na zvieracích modeloch.
Záverom možno povedať, že mozog musí byť trénovaný v každom veku. Výzvy, novosť, obohatené prostredie, láska, šport, zdravá strava a hudba nám pomáhajú starnúť krásne a múdro.
1. Aimone J. Bet al. (2014). Regulácia a funkcia neurogenézy dospelých: od génov po poznanie. Physiol. Rev. 94, 991-1026
2. Baker L.D. (2015). „Aeróbne cvičenie znižuje hladiny fosforylovaného Tau v mozgovomiechovom moku u starších dospelých s MCI,“ v Zborníku z konferencie Alzheimer’s Association International Conference 2015 Presentation, Washington, DC
3. Baker L. a kol. (2012). Vysoko intenzívna fyzická aktivita moduluje účinky stravy na hladiny β-amyloidu v mozgovomiechovom moku pri normálnom starnutí a miernom kognitívnom poškodení. J. Alzheimers Dis.28; 137-46
4. Ples K.K. a kol. (2002). Účinky kognitívnych tréningových intervencií u starších dospelých: randomizovaná kontrolovaná štúdia. JAMA; 288; 2271-81
5. Bottiroli S. a kol. (2014). Kognitívne účinky počúvania hudby na pozadí na starších dospelých: rýchlosť spracovania sa zvyšuje s pozitívnou hudbou, zatiaľ čo sa zdá, že pamäť ťaží z pozitívnej aj pozitívnej hudby. Aging Neurosci.6: 284
6. Brickman A. a kol. (2014). Posilnenie funkcie zubatého gyru pomocou diétnych flavanolov zlepšuje poznávanie u starších dospelých. Nat. Neurosci.17, 1798 - 1803
7. Dauncey M.J. (2014). Výživa, mozog a kognitívne poruchy: poznatky z epigenetiky. Eur. J. Clin. Nutr.68; 1179-85
8. Davidson R. a kol. (2012). Sociálne vplyvy na neuroplasticitu: stres a intervencie na podporu pohody. Nat. Neurosci.15, 689-95
9. Eriksson P. a kol. Neurogenéza v hipokampe dospelých ľudí. Nat. Med. 4 1313-7
10. Ferreri L. a kol. (2013). Hudba zlepšuje kódovanie verbálnej pamäte a zároveň znižuje aktivitu prefrontálnej kôry: štúdia fNIRS. Predné. Hum. Neurosci. 7: 779
11. Fusco S., Pani P. (2013). Reakcia mozgu na obmedzenie kalórií Bunka. Mol. Life Sci. 70, 3157-70
12. Ge S. a kol. (2007). Kritické obdobie pre zvýšenú synaptickú plasticitu v novo generovaných neurónoch mozgu dospelých. Neuron 54; 559-66
13. Irwin M. (2014). Spánok a zápal v odolnom starnutí. Interface Focus, 2014
14. Jessberger S., Gage F.H. (2014). Neurogenéza dospelých: preklenutie medzery medzi myšami a ľuďmi. Trends Cell Biol.24; 558-63
15. Kempermann G. a kol. (2002). Neuroplasticita v starobe: trvalá päťnásobná indukcia hipokampálnej neurogenézy dlhodobým obohatením životného prostredia. Ann. Neurol.52, 135-43
16. Rytier A. a kol. (2016). Je stredomorská strava uskutočniteľným prístupom k zachovaniu kognitívnych funkcií a zníženiu rizika demencie pre starších dospelých v západných krajinách? Rev. 25, 85-101
17. Kuchenbuch A. a kol. (2014). Audio-hmatová integrácia a vplyv hudobného tréningu. PLoS ON9: e8574