Человеческий мозг является большим, и это сильно, в состоянии выдумать инновационные решения для объединения проблем. Все же наши мозги не стареют хорошо: Поскольку мы становимся старше, они склонны сжиматься и становиться все более и более ранимыми к познавательным дисфункциям, таким как потеря памяти и деменция. Новое сравнение исследования магнитно-резонансной томографии (MRI) люди и шимпанзе находят, что мозги шимпанзе поддерживают свой размер, поскольку они стареют.
Медленно терение наших умов, это оказывается, может быть эволюционной ценой, которую мы платим за то, что имели большие мозги и более длинные продолжительности жизни.Насколько исследователи могут сказать, люди являются единственными животными, подвергающимися определенным мозговым болезням, таким как болезнь Альцгеймера, в США сокрушающая почти 50% людей по возрасту 85. Но даже нормальные, очевидно здоровые человеческие мозги показывают результаты старения, такие как накопление амилоида-? нарост мемориальной доски и потеря нервных связей, особенно в регионах, связанных с изучением и памятью. И предыдущие исследования человеческих мозгов предположили, что эти отделы головного мозга, включающие фронтальный лепесток и гиппокамп, особенно подвержены сжатию с возрастом.
Несмотря на то, что немного подобных исследований других приматов были проведены, недавнее исследование с обезьянами резуса показало только очень ограниченное сжатие с возрастом. Тем не менее, эволюционные происхождения, приводящие к людям и обезьянам резуса, отличались приблизительно 30 миллионов лет назад, оставляя ученых в темноте о том, когда человеческий образец мозгового старения, возможно, начался.Для получения лучшее представление бригада во главе с Четом Шервудом, эволюционным нейроанатомом в Университете имени Джорджа Вашингтона в Вашингтоне, округ Колумбия, непосредственно сравнила сокращающие мозг образцы шимпанзе и людей, отличивших только приблизительно 5 миллионов к 7 миллионов лет назад. Образец исследования включал 87 человек в пределах от возрастов 22 – 88, и 69 шимпанзе с возрастов 10 – 51.
Так как шимпанзе редко живут дольше, чем 45 лет в природе — несмотря на то, что некоторые в неволе остались в живых в их 60-е — образец представляет нормальную продолжительность жизни обеих разновидностей.Бригада использовала сканеры MRI для измерения размеров многих отделов головного мозга и в людях и в шимпанзе.
Различия были поразительны: В то время как шимпанзе не показали значительного возрастного сжатия ни в одном из измеренных регионов, все регионы человеческого мозга показали драматические результаты возраста, бригада сообщает онлайн на этой неделе в Продолжениях Национальной академии наук. Некоторые регионы сократили целых 25% на 80 лет возраста. Кроме того, образец несколько отличался для человеческого серого вещества, содержащего органы невроцита и их ядра, вместе со вспомогательными клетками, такими как микроглия и человеческое белое вещество, состоящее из длинных нервных аксонов и делающее связи между различными отделами головного мозга.
Например, серое вещество человеческого фронтального лепестка сократило среднее число приблизительно 14% между возрастом 30 и 80, и серое вещество гиппокампа приблизительно 13% за тот же период. Но сжатие белого вещества было еще более серьезным: белое вещество фронтального лепестка сократило приблизительно 24%, подобные уменьшению объема белого вещества в большинстве других измеренных отделов головного мозга.Кроме того, в отличие от серого вещества, показывавшего более постепенное сжатие в течение долгого времени, снижение в белом веществе было самым крутым между возрастами 70 и 80. Таким образом несмотря на то, что среднее снижение во фронтальном лепестке составляло 24% в 80 лет, это были только приблизительно 6% в 70 лет.
Итак, почему шимпанзе делают его через свои все нормальные продолжительности жизни без значительного мозгового сжатия, тогда как человеческий мозг, кажется, увядает с возрастом?«Это – самый трудный вопрос», говорит Шервуд.
В газете бригада указывает, что больший человеческий мозг, который является больше чем в три раза более большим, чем тот из шимпанзе, также имеет намного более высокие энергетические потребности. Таким образом человеческий мозг использует до 25% общей доступной энергии органа, когда мы в покое, по сравнению с не больше, чем приблизительно 10% для других приматов.Потери не отставания от того энергоснабжения, бригада спорит, обнаруживаются на сотовых и молекулярных уровнях в человеческом мозгу. Это включает снижение в эффективность митохондрии, энергетические склады живых клеток, а также ущерб от окислительного напряжения, результата кислородсодержащих молекул, производящихся во время метаболизма клетки.
«Мое предположение – то, что наши нейроны в основном прилагают все усилия, они могут для поддержания максимального функционирования столько, сколько они могут», говорит Шервуд. «Но им ставили разногласия друг на друга действительно против них после долгих лет высокоэнергетического потребления».Дин Фальк, антрополог в Школе для Перспективного исследования в Санта-Фе считает различия между серым веществом и образцами сжатия белого вещества особенно интересными. Белое вещество, из которого у людей есть относительно больше, чем шимпанзе и другие приматы, «особенно важно для сложного познания в Человеке разумном», говорит Фальк, потому что это делает связи между отделами головного мозга вовлеченными в передачу информации во время решения задач и других сложных задач.Тем не менее, Питер Рэпп, нейробиолог в Лаборатории Национальных Институтов Здоровья Экспериментальной Геронтологии в Балтиморе, Мэриленд, кто выполнил некоторые более ранние исследования мозгового отображения у обезьян резуса, говорит, что новое исследование не различает мозговое сжатие в результате нормального старения в людях и сжатие, которое могло бы произойти из-за нейродегенеративной болезни мозга в подмножестве предметов. «То, что отличает восприимчивость шимпанзе и людей к болезни или качественное различие в процессе здорового мозгового старения?»
Брюс Яннер, невропатолог в Медицинской школе Гарварда в Бостоне, соглашается. Для испытания гипотезы авторов, что сжатие человеческого мозга является результатом большей долговечности Яннер говорит, «было бы интересно» видеть, происходит ли подобное мозговое сжатие в других разновидностях с чрезвычайной долговечностью, «такие как черепахи и черепахи, живущие в течение хорошо более чем 100 лет, слоны, которые могут жить в течение 70 лет и попугаев, которые могут жить в течение 80 лет».