Исследование: когнитивная стимуляция может уберечь от преждевременной деменции

12:47 29 ноября Киев, Украина

Активности, которые провоцируют работу таких когнитивных процессов, как мышление и запоминание, помогают избежать или замедлить прогрессирование возрастной деменции. Исследование американских ученых показывает, что это происходит в результате активации в нейронах генов факторов транскрипции MEF2, обеспечивающих поддержание когнитивной функции и противостояние нейродегенеративным изменениям. Результаты, опубликованные в журнале Science Translational Medicine , указывают, что усиление активности MEF2 может помочь в профилактике или лечении вызванной нейродегенерацией деменции.

Как люди противостоят возрастному ухудшению когнитивных способностей?

Хотя в человеческой популяции наблюдается тенденция к продлению продолжительности жизни, она сопровождается вызовами со стороны качества этой жизни. Со стареющим населением растет доля людей со связанными с возрастом и неизлечимыми нейродегенеративными заболеваниями, например болезнью Альцгеймера. Такие недуги характеризуются повреждением нервной ткани мозга, в частности из-за накопления в ней патологических белков, и проявляются постепенным, устойчивым ухудшением когнитивных способностей памяти, мышления, обучения и т.д. Впрочем, в редких случаях пациенты не демонстрируют умственных нарушений даже при наличии нейродегенерации мозга. Предыдущие исследования животных и людей показали, чтобы помочь сохранить острый ум могут когнитивные, социальные и физические активности, например, чтение, решение задач и разгадывание кроссвордов, общение с другими и достаточная физическая подвижность. Механизм того, как подобные действия влияют на работу мозга и способствуют поддержанию когнитивных способностей, неизвестны. Между тем их открытие может помочь разработать эффективные подходы к лечению и профилактике проявлений нейродегенеративных болезней. Это побудило исследователей Массачусетского технологического института и Медицинского центра Университета Раша провести соответствующее исследование.

На чем именно сосредоточились ученые?

Ученые сначала проанализировали данные предыдущих исследований возрастных изменений когнитивных возможностей у людей и пришли к выводу, что активности, стимулирующие ментальные процессы действительно связаны с меньшим риском когнитивных нарушений вследствие нейродегенеративных заболеваний. Подобные результаты получали и в опытах на животных: мыши, проживавшие в среде, стимулирующей их мышление (например, с доступными игрушками), имели заметно лучшую когнитивную функцию, чем мыши в однообразных средах без побуждения к полезным активностям.

Ученые захотели понять молекулярные механизмы этого явления, поэтому провели собственные опыты с животными. Половину мышей они в течение месяца держали в больших клетках с обогащенной средой, где у животных были два типа материалов для формирования гнезда и рытья, беговое колесо и игрушки, которые заменялись каждые 3-4 дня для поддержания и поощрения исследовательского поведения. Другую половину мышей, контрольную группу, в течение того же времени удерживали в обычных малых клетках с одним привычным для них материалом, без игрушек и колеса. В конце все животные прошли тестирование, показавшее лучшие навыки обучения у мышей из обогащенной среды. Дальнейшее изучение указало, что в префронтальной коре этих животных повышена экспрессия нескольких белков, одни из которых относятся к группе факторов транскрипции MEF2, варианты которых ранее были связаны с болезнью Альцгеймера.

Каково действие MEF2 в поддержании когнитивных способностей?

Ученые выяснили, что MEF2 принимает участие в формировании и регуляции активности связей между нейронами. Когда же мышам заблокировали в префронтальной коре гены, кодирующие MEF2, животные не получили пользы от пребывания в обогащенной среде. Исследование мозговых тканей мышей показало, что их нейроны стали очень возбуждающими.

Интересно, что при многих нейродегенеративных расстройствах на ранних этапах тоже наблюдается гипервозбудимость нейронов. Ученые решили проанализировать еще один набор данных, об экспрессии генов в префронтальной коре пациентов с тяжелой болезнью Альцгеймера и людей с когнитивной стойкостью. Выяснилось, что тенденция подобна таковой у мышей. У людей с когнитивной стойкостью кодирующий MEF2C ген существенно активнее в отдельном субкластере возбуждающих нейронов префронтальной коры.

Полученные результаты привели ученых на мысль, что если улучшение когнитивных способностей достигается за счет увеличения активности MEF2 в мозге, то искусственное увеличение экспрессии генов MEF2 может помочь устранить уже существующие когнитивные расстройства. Проверку предположения провели на мышах с нейродегенерацией, в мозговой ткани которых накопились патологические тау-белки, а нейроны проявляли гипервозбудимость. В конце концов мыши, усилившие активность MEF2, продемонстрировали лучшие результаты тестирования когнитивных способностей, чем те, что подобную процедуру не проходили, вопреки одинаковому поражению мозга патологическими белками. В нейронах этих животных наблюдалось уменьшение патологической возбудимости нейронов, поэтому учёные предполагают, что именно в предотвращении гипервозбудимости, связанной с нейродегенеративными болезнями, кроется положительное влияние MEF2.

Ученым пока не удалось установить, каким образом когнитивная стимуляция приводит к усиленной активации генов MEF2, этот вопрос они планируют изучать в последующих опытах. Также они хотят исследовать возможность усиления активности MEF2 для лечения или защиты от деменции, однако сначала нужно понять, не будет ли такое вмешательство негативных последствий.