Почему мозг суперэйджеров не стареет

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, перевернуло давние представления о старении мозга. Учёные обнаружили: человеческий мозг продолжает создавать новые нейроны всю жизнь. Причём особенно бурно этот процесс идёт у так называемых суперэйджеров — людей старше восьмидесяти лет, чья память работает как у тридцатилетних. А вот у тех, кто сталкивается с болезнью Альцгеймера, нейрогенез почти угасает.

Мозг человека — огромная сеть из миллиардов нейронов. Они хранят воспоминания, запускают движения, помогают учиться. У животных вроде мышей давно известно, что новые нейроны появляются и во взрослом возрасте — этот процесс называется нейрогенезом. Но в случае человека долгое время шли ожесточённые споры: продолжается ли нейрогенез после детства? Данные противоречили друг другу, а биологический механизм оставался туманным.

Исследователи из университетов Иллинойса, Северо-Западного университета и университета Вашингтона решили разобраться окончательно. Команду возглавил учёный Ahmed Disouky. Их особенно интересовало, чем мозг «удачно стареющего» человека отличается от мозга того, кто постепенно теряет память.

Главная группа подопытных — суперэйджеры. Это люди старше восьмидесяти, но с памятью, которую не стыдно показать тридцатилетнему. Учёные предположили, что их биология может раскрыть секреты здорового старения. И не ошиблись.

Команда изучала гиппокамп — область мозга, отвечающую за память и обучение, ту самую, на которую в первую очередь бьёт болезнь Альцгеймера. И параллельно они анализировали эпигенетику — то, как упакована ДНК внутри клеток. Если хроматин, структура, в которую уложена ДНК, открыт, клетка может запускать нужные гены. Если закрыт — работа прекращается.

Учёные получили образцы мозга пяти групп людей: молодых здоровых, пожилых здоровых, суперэйджеров, людей с ранними признаками ухудшения памяти и пациентов с Альцгеймером. Используя технологии одиночного клеточного секвенирования, они изучили сотни тысяч клеток и проследили, какие гены активны и насколько доступна ДНК внутри каждой клетки.

Особое внимание уделялось трём стадиям развития новых нейронов: нейрональным стволовым клеткам, молодым нейробластам и незрелым нейронам. Наличие всех трёх стадий — прямое доказательство активного нейрогенеза.

Результат: новые нейроны рождаются у всех. Но у суперэйджеров этот процесс идёт как на дрожжах — в разы активнее, чем у обычных пожилых людей. Учёные называют это биологическим «подписью устойчивости». У людей с когнитивным снижением ситуация противоположная: рост новых нейронов резко падает, а при тяжёлом Альцгеймере почти останавливается.

Исследование показало, что у пациентов с Альцгеймером ДНК словно «запирается», и гены, нужные для превращения стволовой клетки в полноценный нейрон, становятся недоступны. Причём это происходит ещё до заметного падения активности генов, то есть может быть ранним маркером надвигающейся потери памяти.

Суперэйджеры же, напротив, сохраняют открытую структуру хроматина, что позволяет их мозгу продолжать строить новые связи. Их клетки используют другой набор регуляторных белков и поддерживают активность путей, отвечающих за производство энергии в митохондриях. Их астроциты — поддерживающие клетки мозга — продолжают «общаться» с нейронами, поддерживая их работоспособность. В мозгах тех, кто теряет память, этот диалог почти затихает.

Авторы признают ограничения: мало образцов, сильная вариативность тканей и то, что работа велась только с тканями после смерти. Но фундамент заложен. Теперь команда планирует изучить, как образ жизни — питание, спорт, воспаление — влияет на эпигенетические механизмы и может ли человек сам поддерживать свой нейрогенез.

Если учёным удастся найти способы «держать хроматин открытым», возможно, появится шанс отсрочить или даже предотвратить деменцию.