Superager zeigen ein stärkeres Neuronenwachstum, das mit einem starken Gedächtnis verbunden ist

Laut einer Studie der UIC, der Northwestern University und der University of Washington wachsen im Gehirn älterer Erwachsener mit supergesunder Kognition mehr neue Neuronen als im Gehirn ihrer Altersgenossen. Forscher fanden heraus, dass die Gehirne von Superagern – Achtzigjährigen mit ungewöhnlich flinkem Verstand – neuronal am fruchtbarsten waren, während bei denen mit Alzheimer-Krankheit vernachlässigbares neues Wachstum auftrat.

Dies ist ein großer Fortschritt beim Verständnis, wie das menschliche Gehirn Kognitionen verarbeitet, Erinnerungen bildet und altert. Die Feststellung, warum manche Gehirne gesünder altern als andere, kann Forschern dabei helfen, Therapeutika für gesundes Altern, kognitive Belastbarkeit und die Prävention der Alzheimer-Krankheit und der damit verbundenen Demenz zu entwickeln.“

Orly Lazarov, Professor am College of Medicine der UIC und Leiter des Schulungsprogramms für Alzheimer und verwandte Demenz

Neuronen oder Gehirnzellen unterstützen nahezu jede menschliche Funktion. Wenn Sie mit dem Zeh wackeln oder mit dem Finger schnippen, leitet ein Neuron ein Signal von Ihrem Gehirn an Ihr Nervensystem weiter. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts stellten Forscher fest, dass im Laufe des Lebens im Hippocampus, dem Gedächtniszentrum des Gehirns, neue Neuronen entstehen können – ein Phänomen, das als adulte Neurogenese bezeichnet wird.

Zunächst beobachteten Wissenschaftler die Neurogenese bei Nagetieren und waren skeptisch, ob sie auch bei anderen Säugetieren auftreten würde. Dann brachten Studien an Primaten die Neurogenese mit einem gesünderen alternden Gehirn in Verbindung, insbesondere mit einer stärkeren Gedächtnisbildung und -verarbeitung.

Diese aktuelle Studie, veröffentlicht in Naturbestätigt, dass Neurogenese auch bei erwachsenen Menschen auftritt.

Die Forscher untersuchten gespendete Gehirnproben von fünf Gruppen: gesunde junge Erwachsene; gesunde ältere Erwachsene; ältere Erwachsene mit außergewöhnlichem Gedächtnis oder Superager; Personen mit leichter oder früher Demenz; und diejenigen, bei denen Alzheimer diagnostiziert wurde.

Die Superager-Gehirne in den Proben stammten von Spendern im Alter von 80 Jahren oder älter mit außergewöhnlichen Gedächtnisfähigkeiten. Gehirnproben von Superagern wurden von der Northwestern University erhalten. Alle anderen Proben wurden von der University of Washington bereitgestellt.

Die Forscher suchten nach drei Entwicklungsstadien von Neuronen in den Hippocampi des Gehirns: Stammzellen, die sich möglicherweise zu Neuronen entwickeln könnten; Neuroblasten, jugendliche Stammzellen auf dem Weg zur Neuronenwelt; und unreife Neuronen, die kurz davor stehen, funktionsfähig zu werden.

„Stellen Sie sich die Stadien der Neurogenese bei Erwachsenen wie ein Baby, ein Kleinkind und einen Teenager vor“, sagte Lazarov. „Alles sind Anzeichen dafür, dass diese Hippocampi neue Neuronen wachsen lassen.“

Die Ergebnisse zeigten, dass die Neurogenese des Hippocampus, also die Bildung neuer Neuronen im Hippocampus, tatsächlich bei gesunden Erwachsenen auftritt. Darüber hinaus produzierten Superager aktiv mehr neue Neuronen als ihre Artgenossen – ihre ausgeprägte „Resilienzsignatur“.

„Superager hatten die doppelte Neurogenese der anderen gesunden älteren Erwachsenen“, sagte Lazarov. „Etwas in ihrem Gehirn ermöglicht es ihnen, ein überlegenes Gedächtnis aufrechtzuerhalten. Ich glaube, dass die Hippocampus-Neurogenese die geheime Zutat ist, und die Daten belegen dies.“

Gehirnproben von Personen mit präklinischem kognitiven Rückgang – dem frühesten Stadium des kognitiven Rückgangs, bevor Symptome auftreten – zeigten eine minimale Neurogenese. Diejenigen, bei denen Alzheimer diagnostiziert wurde, erzeugten fast keine neuen Neuronen.

Darüber hinaus beobachteten die Forscher, dass die neuen Neuronen je nach kognitiver Gesundheit des Gehirns unterschiedliche epigenetische Signaturen – oder Blaupausen für die Reaktion auf Umweltveränderungen – hatten.

„Die moderne Medizin hat das Gesundheitswesen so revolutioniert, dass die Lebenserwartung heute höher ist als je zuvor“, sagte Co-Hauptautor Dr. Jalees Rehman, Benjamin J. Goldberg-Professor und Leiter der Abteilung für Biochemie und Molekulargenetik an der UIC. „Wir müssen sicherstellen, dass diese insgesamt erhöhte Lebenserwartung mit einer hohen Lebensqualität, einschließlich der kognitiven Gesundheit, einhergeht.“

Rehman sagte, dass das Verständnis des vollständigen molekularen Bildes der Neurogenese und ihrer epigenetischen Signatur als Grundlage für gezielte Therapeutika zur Erhaltung des Gedächtnisses und der kognitiven Funktionen bei alternden Erwachsenen dienen kann. Als Nächstes wird dieses Team Umwelt- und Lebensstilfaktoren wie Ernährung, Bewegung und Entzündungen untersuchen, die möglicherweise zusammen mit der Neurogenese das Altern beeinflussen.

„Was für die Öffentlichkeit spannend ist, ist, dass diese Studie zeigt, dass das alternde Gehirn weder fixiert noch zum Verfall verurteilt ist“, sagte Ahmed Disouky, der Erstautor der Studie. „Zu verstehen, wie manche Menschen die Neurogenese auf natürliche Weise aufrechterhalten, öffnet die Tür zu Strategien, die mehr Erwachsenen dabei helfen könnten, ihr Gedächtnis und ihre kognitive Gesundheit mit zunehmendem Alter zu bewahren.“

Weitere UIC-Mitautoren sind Mark Sanborn, KR Sabitha, Mark Maienschein-Cline und Mostafa Mostafa vom College of Medicine.

Gehirn- und Gewebeproben wurden vom University of Washington Alzheimer’s Disease Research Center, der Adult Changes in Thought Study, dem Pacific Northwest Brain Donor Network, dem Allen Institute for Brain Science, dem Northwestern University Alzheimer’s Disease Research Center, der SuperAging Research Initiative, dem Karen Toffler Charitable Trust und dem Gefen-Querrey Brain Health Fund entnommen. Die Studie wurde durch die Auszeichnungen AG033570, AG033570-S2, AG076940, AGO79002, AG060238, AG061628 und AG091545 des National Institute on Aging unterstützt.

Quellen: