С расчетным возрастом мозга у молодых людей и взрослых среднего возраста оказались связаны состав кишечной микробиоты и найденные в кишечнике продукты метаболизма. Чем выше был этот показатель, тем хуже участники справлялись с когнитивными тестами и тем заметнее у них проявлялись симптомы депрессии. О том, как специалисты определяли возраст мозга и почему полученные данные пока не дают возможности предсказывать его старение с помощью анализа микробиоты, — в материале «Известий».
Каким образом специалисты вычисляют возраст мозгаДалеко не всегда реальный возраст человека совпадает с тем, который компьютерная модель устанавливает по информации о его мозге. Чтобы получить такую оценку, ученые изучают особенности снимков и сравнивают их с закономерностями возрастных изменений, выявленными на крупной выборке.
Раньше повышенный расчетный возраст мозга ассоциировали с ослаблением памяти, снижением когнитивных способностей и переменами в настроении. Но в большинстве подобных работ речь шла о людях преклонного возраста либо о пациентах с уже диагностированными неврологическими болезнями.
Коллектив Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) поставил цель выяснить, проявляются ли такие взаимосвязи у молодых и взрослых людей среднего возраста, в том числе у тех, кому подобные диагнозы не ставили.
Результаты исследования с участием почти 1,5 тыс. человекУченые применили результаты функциональной магнитно-резонансной томографии, проведенной в состоянии покоя. Такой подход дает возможность увидеть, насколько синхронно изменяется активность различных участков мозга, когда человек не занят выполнением особой задачи.
Всего специалисты изучили сведения о 1462 участниках, разделенных на три группы. В первую вошли 674 человека, в две другие — 444 и 344. Модель для оценки возраста создали на первой выборке, а после протестировали на оставшихся.
Возраст компьютерная модель вычисляла исходя из функциональных связей между разными зонами мозга. Чтобы определить индекс старения мозга — Brain Aging Index, или BAI, — брали разницу между предсказанным и фактическим возрастом, скорректированную на возрастное смещение модели.
Чем выше оказывался индекс, тем в большей степени характер функциональных связей отвечал более пожилому возрасту, нежели реальный возраст человека.
Какая связь объединяет возраст мозга, память и настроениеВысокий BAI соотносился с более слабыми результатами в оценке когнитивных функций, в первую очередь рабочей памяти и исполнительных функций. Рабочая память дает возможность ненадолго сохранять и применять сведения, а исполнительные функции помогают выстраивать планы, контролировать внимание и упорядочивать деятельность.
Кроме того, люди с повышенным индексом рассказывали о более заметных проявлениях депрессии. Общая тенденция повторялась в различных группах. Связанные с индексом черты касались участков мозга, задействованных в работе памяти и в процессах, когда человек размышляет о себе и своем опыте.
При этом найденные взаимосвязи не говорят о том, что расчетный возраст мозга как таковой объясняет все расхождения в памяти или настроении. В публикации авторы подчеркивают, что размер выявленных эффектов оказался умеренным.
При чем здесь кишечная микробиотаДля некоторых участников одной из групп исследователи дополнительно проанализировали пробы кала. Состав микробиоты изучили у 212 человек, а продукты обмена веществ — в 215 образцах. Повышенный индекс старения мозга оказался связан с конкретными группами бактерий и метаболическим профилем.
В числе найденных соединений оказались церамиды — один из видов липидов, производное холестерина 24-гидроксихолестерин, а также дикарбоновые кислоты. Кроме того, более высокий BAI соотносился с пониженным содержанием гормона эстетрола в изученных образцах.
Разбор биологических путей, связанных с этими признаками, показал, что в них могут быть задействованы иммунные процессы, деятельность сосудов, передача сигналов между нейронами и энергетический обмен в клетках.
Подобные результаты помогают наметить направления для будущих работ о взаимодействии кишечника и мозга. Но происхождение и значение каждого найденного соединения нуждаются в самостоятельном исследовании.
Помогут ли эти сведения в ранней профилактикеПо мнению старшего автора исследования Арпаны Черч, эта работа способна помочь глубже понять перемены, которые происходят задолго до того, как когнитивные нарушения станут заметными.
«Старение мозга не начинается внезапно, когда мы становимся старше, однако биологические сигналы могут быть обнаружены на десятилетия раньше», — отметила она.
Как отметила Черч, сравнение ранних изменений мозга с микробиотой и метаболитами дает возможность находить биологические пути, которые в будущем могут превратиться в мишени для профилактики.
«Это открывает возможность изучить, может ли воздействие на здоровье кишечника однажды способствовать более здоровому старению мозга», — сказала исследователь.
Пока в работе описаны связи между показателями, которые измерили в рамках поперечного исследования. Подобный подход не дает понять, что изменилось раньше, и не позволяет вычислить скорость старения мозга у конкретного человека. Для этого требуются продолжительные наблюдения с повторными замерами.
Авторы также указывают, что анализ микробиоты выполняли в сравнительно небольшой подгруппе, где преобладали женщины. Обнаруженные взаимосвязи нужно перепроверить на более многочисленных выборках с равным соотношением полов.