Spezielle von Economo-Neuronen können den Schlüssel zum Super-Sharp-Gedächtnis in über 80 Superagern haben

Eine 25-jährige Studie über „Superagers“ zeigt die Gehirn- und Lebensstilfaktoren, die einigen älteren Erwachsenen helfen, sich dem typischen Gedächtnisrückgang zu widersetzen und Hinweise zur Steigerung der kognitiven Widerstandsfähigkeit über die Lebensdauer zu bieten.

​​​​​​​Die Teilnehmer an der Northwestern University, die am 24. Mai 2013 überlagte, versammelte sich, um sich zu mischen und Kontakte zu knüpfen. Foto von Ben Kesling zu der Zeit mit dem Wall Street Journal. Studie: Die ersten 25 Jahre des überragenden Programms der Northwestern University

In einem kürzlich im Journal veröffentlichten Artikel Alzheimers & DemenzForscher des Alzheimer -Krankheitsforschungszentrums der Northwestern University (ADRC) untersuchten „Überwachung“, einen spezifischen, operativ definierten biologischen und kognitiven Phänotyp bei Menschen über 80 Personen, die ebenso wie 20 bis 30 Jahre bei Gedächtnistests jünger sind.

Sie fanden, dass Superagers zelluläre Eigenschaften und Gehirnstrukturen zeigen, die typischen Abläufen im Zusammenhang mit dem Alter widerstehen, einschließlich verringerter Entzündungen, unterschiedlichen „Resistenzmustern“ für die Entwicklung der Pathologie und der „Belastbarkeit“ gegen seine kognitiven Auswirkungen und höhere Dichte bestimmter spezialisierter Neuronen.

Der Begriff „überragend“ (kein Raum zwischen „Super“ und „Ager“) wurde bewusst als symbolische Bezeichnung für diesen quantitativen Schwellenwert und nicht als allgemeine Beschreibung ausgewählt.

Hintergrund

Microglia, die aus Superager -Gehirnen isoliert wurden, verhielten sich in Laborkulturen unterschiedlich und zeigten einzigartige Eigenschaften und veränderte Wachstumsmuster im Vergleich zu typischen älteren Erwachsenen, was auf unterschiedliche zelluläre Eigenschaften hinwies.

Das menschliche Gehirn verändert sich im Laufe der Zeit sowohl durch konstruktive als auch durch regressive Prozesse. Zu Beginn des Lebens dominieren adaptive Veränderungen, aber mit dem Alter werden diese allmählich durch biologische Faktoren untergraben.

Neuronen sind besonders anfällig, weil sie sich nicht regenerieren, intensiv an Informationen übertragen und große Mengen an Energie verbrauchen, was zu kumulativen Verschleiß führt. Altern ist häufig mit dem Gehirnschrumpfung, dem Verlust von Neuronen und Synapsen und der Akkumulation schädlicher Proteine ​​verbunden, was die Ansicht verstärkt hat, dass der kognitive Rückgang unvermeidlich ist.

Historisch gesehen reichten die Perspektiven auf das Altern vom Pessimismus bis zum Glauben an den dauerhaften Wert von Urteilsvermögen und Weisheit. Die moderne Neurowissenschaft hat die negative Sichtweise weitgehend betont, insbesondere aufgrund der Alzheimer -Krankheitsergebnisse, die zeigen, dass die meisten älteren Erwachsenen einige mit dieser Erkrankung verbundene Gehirnveränderungen entwickeln.

Das überragende Programm der Northwestern University begann Mitte der neunziger Jahre nach einer ungewöhnlichen Autopsie einer 81-jährigen Frau mit außergewöhnlichem Gedächtnis und minimaler Alzheimer-Krankheitspathologie.

Diese Entdeckung deutete darauf hin, dass ein signifikanter Gedächtnisverlust nicht unvermeidlich ist und ein Forschungsprogramm inspirierte, um die biologischen Merkmale zu identifizieren, die bestimmte ältere Erwachsene vor kognitivem Rückgang schützen.

Über die Studie

Neuronen in einem Schlüsselgedächtniszentrum, der entorhinale Kortexschicht II, waren bei Superagern physikalisch größer, was möglicherweise diesen lebenswichtigen Hippocampus -Eingangsweg resistenter gegen den Niedergang.

Forscher definierten Superagers als Personen im Alter von 80 Jahren, die mindestens 9 von 15 beim Rey-Hör-Lernentest (RAVLT) erzielten, und entsprach der durchschnittlichen Leistung von 56 bis 66-Jährigen, aber weit über der typischen Punktzahl für ihr Alter von 5 von 15 Jahren.

Die Kandidaten mussten sich auch mindestens auf altersgerechtes Niveau bei anderen kognitiven Tests ausführen. Das episodische Gedächtnis wurde als Hauptkriterium ausgewählt, da es die vom Altern am stärkste Domäne ist.

Die Teilnehmer wurden aus kognitiv normalen Kontrollen im nordwestlichen ADRC -klinischen Kern und über Überweisungen rekrutiert, obwohl nur etwa 10% der Überweisungen die überlagenden Kriterien erfüllten.

Die Studie umfasste schließlich 290 Teilnehmer, darunter 101 Superagler und 32 neurotypische Kollegen, mit einem Durchschnittsalter von rund 90 Jahren. Die Spende des Gehirns wurde gefördert, was zu 77 Autopsien führte.

Forscher sammelten auch Daten zu sozialem Engagement, Lebensstil und Persönlichkeit. Während Superagers keine gesünderen medizinischen Profile hatten oder konsequent den „gesunden“ Lebensstil verfolgten, meldeten sie tendenziell hochgesellschaftlich, meldeten positive Beziehungen und erzielten eine höhere Extraversion. Die Forscher stellten auch fest, dass diese Persönlichkeitsmerkmale mit der Rolle des vorderen cingulierten Cortex in der sozialen und emotionalen Verarbeitung übereinstimmen, eine der in Superagern bewahrten Gehirnregionen.

Längsschnitt-Follow-up bewertete die Neuropathologie, die Bildgebung des Gehirns und die kognitive Stabilität. Neuroimaging konzentrierte sich auf die kortikale Dicke, insbesondere im vorderen Cingulat. Die neuropathologische Analyse untersuchte die Neuronendichte, die Proteinakkumulationen, die Integrität des cholinergen Systems und die Mikroglia -Aktivität.

Schlüsselergebnisse

Superager hatten weniger spezifische Neuronen mit Acetylcholinesterase, dem Enzym, das Acetylcholin abbaut; Niedrigere Spiegel dieses Enzyms können ermöglichen, dass die maßstabsorientierenden Acetylcholin-Signale länger dauern.

Die Neuroimaging zeigte, dass Superagler im Gegensatz zu typischen älteren Erwachsenen im Vergleich zu viel jüngeren Erwachsenen keine kortikale Ausdünnung hatten und die Ausdünnung im Laufe der Zeit langsamer auftrat.

Überraschenderweise war ihr vorderer cingulärer Kortex dicker als bei 50 bis 60-Jährigen und enthielt mehr von Economo-Neuronen, die mit der sozialen und emotionalen Verarbeitung verbunden sind. Die Autoren stellen fest, dass Superagers mit einer höheren Dichte dieser Neuronen geboren werden können, da dies bei neurotypischen Erwachsenen nicht mit dem Alter abnimmt.

Post-Mortem-Studien zeigten weniger alzheimer-bedingte neurofibrilläre Verwicklungen in an Gedächtniskritischen Regionen wie dem entorhinalen Kortex und Hippocampus. Die Autoren betonten zwei mögliche Mechanismen: Resistenz gegen die Entwicklung solcher Verwicklungen und Widerstandsfähigkeit gegen ihre kognitiven Wirkungen. In einigen Fällen war die Neurongröße in der Entorhinal-Schicht zwei größer, was möglicherweise resistenz oder widerstandsfähig für altersbedingte Veränderungen war. Superager hatten auch niedrigere Blutspiegel an phosphoryliertem Tau, insbesondere P-TAU181, was die verringerte Pathologie unterstützte.

Das für Aufmerksamkeit und Gedächtnis wichtige basale cholinerge Vorderhirn-System zeigte weniger Verwicklungen und axonale Anomalien bei Superagern sowie eine geringere Dichte von Acetylcholinesterase-reichen Neuronen-was die Wirkung von Acetylcholin durch Reduzierung der Abbrüche erhöht.

Die Mikroglia -Aktivierung in der weißen Substanz war ebenfalls verringert, was auf eine geringere entzündliche Belastung hinweist. Vorläufige Arbeiten ergaben auch, dass Mikroglia aus Superager -Gehirnen einzigartige Eigenschaften und unterschiedliche Proliferationsmuster in der Kultur aufweisen.

Eine detaillierte Fallstudie zeigte eine bemerkenswerte kognitive Stabilität über 15 Jahre, eine minimale Gehirnatrophie, normale Hippocampus- und Amygdala-Volumina und spärliche Tau-Pathologie ohne Amyloidablagerungen oder andere häufige altersbedingte Gehirnkrankheiten.

Diese Ergebnisse legen nahe, dass das Überlagern sowohl die strukturelle Erhaltung als auch die biologische Resistenz gegen häufige neurodegenerative Prozesse beinhaltet und die außergewöhnliche Gedächtnisleistung bis in das fortgeschrittene Alter unterstützt.

Schlussfolgerungen

Das überragende Programm der Northwestern University hat gezeigt, dass es möglich ist, Personen in den 80ern und darüber hinaus zu identifizieren, die die Gedächtnisleistung beibehalten, die mit diesen jüngeren Jahrzehnten vergleichbar ist und die ein unverwechselbares neurobiologisches Profil aufweisen.

Dieser klinikobiologische Phänotyp, gekennzeichnet durch erhaltene Gehirnmorphologie, größere von Economo -Neuronendichte, robuste cholinerge Systeme, verringerte neurofibrilläre Degeneration und Entzündung der weißen Substanz, bietet einen wertvollen Kontrast für das Verständnis der Mechanismen, die den typischen kognitiven Rückgang antreiben.

Eine wichtige Stärke ist die Integration von Längsschnitt-, Neuroimaging- und Post-Mortem-Daten durch das Programm, wodurch eine robuste Phänotypcharakterisierung ermöglicht wird. Die Ergebnisse legen nahe, dass das Überlagern eine relative Dominanz der konstruktiven Neuroplastizität gegenüber Involutionsprozessen widerspiegelt, die möglicherweise durch genetische, epigenetische und Umweltfaktoren moduliert werden. Kandidatengene wie z. KlothoAnwesend BdnfAnwesend ApoeAnwesend AUSRUHENUnd TMEM106B wurden als mögliche Mitwirkende vorgeschlagen, obwohl ihre Rolle bei der Überlagung noch zu ermitteln bleibt.

Zu den Einschränkungen gehören der geringe Teil der Bevölkerung, die überlagende Kriterien erfüllt, und die Unsicherheit darüber, ob Schutzmerkmale angeboren oder verändert sind. Die Autoren warnen auch davor, dass herkömmliche neuropathologische Staging -Systeme wie Braak -Stufen konservierte Neuronen unterschätzen können, die zur aufrechterhaltenen Funktion bei Superagern beitragen.

Zukünftige Forschungen sollten kausale Mechanismen klären, Interventionen bewerten, um regressive Gehirnveränderungen zu verzögern und pharmakologische Wege zu untersuchen, um die Belastbarkeit und Resistenz zu verbessern, was möglicherweise der kognitiven Langlebigkeit in der breiteren alternden Bevölkerung zugute kommt.

Quellen: