Unele zone ale creierului păstrează conectivitatea tinerească la îmbătrânire

Noi cercetări descoperă că unele regiuni ale creierului mențin capacitatea de a face noi conexiuni mult timp după ce creierul încetează să crească.

Această abilitate de a păstra o capacitate „infantilă” la maturitate contribuie potențial la capacitatea noastră de a învăța noi abilități și de a forma noi amintiri pe măsură ce îmbătrânim.

Cercetătorii de la Școala de Medicină a Universității Washington din St. Louis și de la Institutul Allen pentru Știința Creierului din Seattle au ajuns la noile descoperiri comparând nivelurile activității genelor din diferite regiuni ale creierului.

Ei au identificat regiunile creierului adult în care genele legate de construirea de noi conexiuni între celule au niveluri de activitate mai ridicate. Aceleași gene sunt, de asemenea, extrem de active la creierul tânăr, astfel încât cercetătorii au numit acest tipar de activitate genică „copilăresc”.

„Știam deja că creierul uman adult are, în general, mai multă activitate printre aceste gene în comparație cu alte specii strâns legate, inclusiv cimpanzeii și maimuțele”, a spus primul autor Manu S. Goyal, M.D.

Noile noastre rezultate conectează această activitate la o formă de producție de energie cunoscută ca fiind utilă pentru construirea structurilor biologice, precum noile ramuri ale celulelor nervoase necesare pentru a adăuga conexiuni în creier. ”

Oamenii de știință cred că noile legături între celulele creierului ajută la codificarea noilor amintiri și abilități mult timp după ce creierul încetează să crească.

Studiul a fost publicat în jurnal Metabolismul celular.

Cu câțiva ani în urmă, autorul principal Marcus Raichle, M.D., investiga consumul vorace al creierului de zahăr și oxigen pentru a produce energie și a permite alte funcții atunci când a observat că câteva zone ale creierului consumau zahăr la rate excepțional de mari.

Mai târziu, el și colegii săi au arătat că acest lucru se datorează faptului că aceste regiuni erau implicate activ într-un proces alternativ de fabricare a energiei numit glicoliză aerobă.

„Glicoliza aerobă se întâmplă să fie forma consumului de zahăr favorizat de celulele canceroase și alte celule cu creștere rapidă”, a spus Goyal.

Acest lucru ne-a făcut să ne întrebăm dacă regiunile creierului care utilizează glicoliza aerobă au fost, de asemenea, cele care au avut cea mai mare activitate genică a copiilor, și anume cele care ajută la formarea de noi conexiuni ale celulelor creierului.

Pentru noul studiu, Raichle a colaborat cu Michael Hawrylycz, Ph.D., și a creat Allen Human Brain Atlas, o bază de date care detaliază activitatea genelor în diferite părți ale creierului și de la persoane de diferite vârste.

Când cercetătorii au folosit atlasul pentru a analiza activitatea genelor în regiunile creierului cu rate ridicate de glicoliză aerobă, au descoperit că aceste regiuni au o activitate genică mai copilarică decât alte regiuni ale creierului.

De asemenea, au identificat mai mult de 100 de gene care au fost în mod constant mai active în aceste regiuni decât în ​​altele.

Ca parte a studiului, Goyal a analizat și datele din cercetările anterioare efectuate de alți oameni de știință pentru a arăta că există mai multă glicoliză aerobă în creier la copiii mici.

„În creierul adulților, glicoliza aerobă reprezintă aproximativ 10-12 procente din consumul total de zahăr”, a spus el.

„La copiii mici, glicoliza aerobă reprezintă 30 până la 40% din consumul total de zahăr.”

Glicoliza aerobă este mai puțin eficientă pentru producerea de energie decât glicoliza oxidativă, metoda alternativă care folosește oxigenul și zahărul. Dar oamenii de știință cred că prima este o sursă mai bună de energie pentru o creștere rapidă.

"Chiar și la adulți, există părți ale creierului care încă se schimbă și se adaptează rapid, și de aceea este probabil ca glicoliza aerobă să fie utilizată în continuare în creierul adulților", a spus Goyal.

Cercetătorii studiază acum dacă problemele din anumite celule ale creierului care utilizează glicoliză aerobă contribuie la probleme de neurodezvoltare precum autismul sau întârzierea mintală sau la tulburări neurodegenerative, cum ar fi boala Alzheimer.

Abilitatea de a sprijini cerintele metabolice ale celulelor adulte ale creierului pentru a crea noi conexiuni poate fi intr-o zi importanta pentru tratarea leziunilor cerebrale si a tulburarilor neurodegenerative, a explicat Goyal. „Avem o mulțime de muncă de făcut, dar aceasta este o perspectivă interesantă.”

Sursa: Universitatea Washington - St. Louis