Sinirbilim

Kronolojik Yaş, Biyolojik Yaş ve Cinsiyet Farklı Beyin Bölgelerindeki Küçülmeyi Etkiliyor

Özet: İşlevsel beyin ağları ve beyin büzülmesi yaş, cinsiyet ve kan bağışıklığı faktörlerinden farklı şekillerde etkilenir.

Kaynak: Buck Enstitüsü

İnsanlar yaşlandıkça, 40 yaşından sonra her on yılda tahmini olarak %5 oranında beyin hacmini kaybederler. Ancak bu tahmin, bireysel fizyolojinin işlevsel beyin yaşlanması açısından oynadığı rolü belirsizleştirir.

San Francisco, Buck Enstitüsü ve California Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, gelişmiş analitik araçları kullanarak on yıl boyunca alınan hacimsel MRI’ları ve kan bağışıklığı örneklerini kullanarak 554 hastayı analiz ettiler.

Çalışmanın sonuçları, ortaya çıkan Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabıişlevsel beyin ağlarının yaşlanma, cinsiyet ve kan bağışıklığı faktörlerinden farklı şekillerde etkilendiğini göstermektedir.

Biyoinformatik bilim adamı Ph.D. Nikola Markov liderliğindeki araştırmacılar, ilk önce dolaşımdaki kan proteinlerine baktılar ve “iltihaplı yaşlanma” adı verilen bir süreç olan yaşla birlikte artan iltihaplı protein konsantrasyon modellerini belirlediler.

Yaşlanma ile olan korelasyon o kadar açıktı ki, bilim adamları sadece bu proteinlerin konsantrasyon profilini analiz ederek bir kişinin kronolojik yaşını çarpıcı bir kesinlikle tahmin edebildiler. Bu ölçüme CyClo veya “sitokin saati” denir.

Araştırmacılar, hem sitokin saatinin hem de beyin büzülmesinin cinsiyete bağlı olarak farklı yörüngeler izlediğini, kadınların genel olarak beyin büzülmesinden daha fazla korunmalarına rağmen daha hızlı bir sitokin saatine sahip olduğunu buldular.

Kıdemli yazar ve Buck Enstitüsü doçentlerinden Ph.D. David Furman, “Bu çalışma, yaşlanma ve nörodejenerasyon arasındaki kara kutuyu açıyor” diyor.

“Artık yaşlanmanın neden olduğu beyin büzülmesi ile kronik enflamasyonun neden olduğu büzülmeyi birbirinden ayırabiliyoruz.

“Temel olarak, zamanın nedenselliğini ortadan kaldırırsak ve birisi yüksek inflamasyona sahipse, belirli alanlarda daha küçük bir beyne sahip olma yolundadır. Ek olarak, beyin yaşlanmasının enflamatuar biyobelirteçlerini belirleyerek, hem erken teşhis hem de yaşa bağlı nörodejenerasyonun önlenmesi için potansiyel hedeflere sahibiz.”

Bulgular kanonik bir korelasyon analizine dayanmaktadır. Bu teknik, araştırmacıların aynı bireyde toplanan iki değişken kümesini almalarına ve bu değişkenlerin belirli bir sonuç üzerindeki etkilerini, bu durumda işlevsel olarak bağlı beyin bölgeleri, ayırmalarına olanak tanır. Aynı zamanda bilim adamlarının aynı bireyde parametrelerin birbiriyle nasıl ilişkili olduğunu görmelerini sağlar.

Bu çalışmadaki araştırmacılar, üç parametreyi (yaş, cinsiyet ve CyClo) ve aynı veri kümesindeki yedi işlevsel beyin ağının hacminin ölçümlerini analiz ettiler. Markov, korelasyon fonksiyonlarının ilginç gözlemler ortaya çıkardığını söylüyor.

Popülasyonda ölçülen kronolojik yaşın değişkenliği, motor kontrol ve vücut algılamaya adanmış beyin ağlarının hacmi ile en güçlü korelasyon fonksiyonunu oluşturdu. Deneğin cinsiyeti görsel sistem, ventral dikkat ve frontoparyetal ağlar ile ilişkiliydi.

Sitokin saati CyClo tarafından temsil edilen biyolojik yaş, en çok limbik, varsayılan mod ve kişinin odağını belirli bir göreve yönlendirmekle ilgilenen dorsal dikkat ağı ile ilişkilidir.

Markov, “Önem, yalnızca sitokin saatini gri maddeye eşlememiz değil, aynı zamanda işlevsel ağlara, nöronların birlikte ateşlediği, birlikte çalıştığı, bağlandığı ve birlikte etkileşime girdiği alanlara bakarak yapmış olmamızdır” dedi. .

“Ayrıca, ağların beyin boyunca dağılmış olmasına rağmen, yaşlanma sürecine karşı ortak güvenlik açıklarını paylaştıklarını da bulduk.”

Markov, bir sonraki zorluğun, bu bağışıklıkta dolaşan proteinlerin yaşlanan beyni nasıl doğrudan etkilediğini ve neden beynin bazı bölümlerinin periferik iltihaplanmaya diğerlerinden daha duyarlı olduğunu anlamak olduğunu söylüyor.

Bu bir kafanın ana hatlarını gösterir
Yaşlanma ile olan korelasyon o kadar açıktı ki, bilim adamları sadece bu proteinlerin konsantrasyon profilini analiz ederek bir kişinin kronolojik yaşını çarpıcı bir kesinlikle tahmin edebildiler. Resim kamu malıdır

Kan örneklerinde ortaya çıkan en etkili bağışıklık proteinleri veya sitokinler/kemokinler arasında yaşla birlikte artan kronik enflamasyonla ilişkili IL-6 ve TNF alfa ile kritik öneme sahip görünen VEGF ve PLGF yer alıyor. Damar sisteminin, özellikle küçük kılcal damarların sağlığı için.

Araştırmacılar ayrıca yaşla birlikte değişen ve beyin kan bariyerini geçmek için kandan bağışıklık hücrelerini çeken kemokinler olan MCP-1, Vcam-1 ve Eotaxin-1’i tanımladılar. Markov, bu kemokinlerin beyin kan bariyerini geçtiğinde, nörodejeneratif sürecin potansiyel bir başlatıcısı olan mikroglianın aktivasyonuna neden olduklarını söylüyor.

İleriye dönük Furman, bilim için iki potansiyel kullanım görüyor: “En çok etkilenen ağların, Alzheimer veya Hafif Bilişsel Bozukluk teşhisi konan bireylerde bilişsel bozulmayla da eşleştiğini belirledikten sonra, bir teşhis testimiz var.

“Bir sonraki fırsat, bu sitokin kokteylini, bireylerin daha esnek olmalarına ve işlevde bir düşüş gördüğümüz beynin bu farklı alanlarındaki düşüşten kaçınmalarına yardımcı olacak şekilde değiştirip değiştiremeyeceğimiz sorusunu içeriyor.”

Ayrıca bakınız

Bu, yüzünün farklı görüntüleri ile çevrili bir kadını gösteriyor.

Bu nörobilim araştırma haberleri hakkında

Soyut

Yaşa bağlı beyin atrofisi homojen bir süreç değildir: Farklı işlevsel beyin ağları, yaşlanma ve kan faktörleriyle farklı şekillerde ilişkilidir.

Yaşlanma, 40 yaşından sonra her on yılda tahmini olarak %5 oranında ilerleyici bir beyin hacmi kaybı ile karakterize edilir. Bu morfometrik değişiklikler, özellikle gri maddeyi ve temporal lobun atrofisini etkileyenler, bilişsel performansın öngörücüleri olsa da, yaşlanma, bireysel denek fizyolojisinin potansiyel paralel, ancak daha spesifik rolünü gizler.

Burada, yapısal MRI taramaları ve kan immün protein konsantrasyonları kullanılarak izlenen 554 insan denekten oluşan bir kohort üzerinde çalıştık.

Makine öğrenimini kullanarak, bağışıklık proteinlerinin bir alt kümesinin ifadesine dayalı olarak yaşı iyi bir doğrulukla (Ortalama Mutlak Hata = 6 yıl) tahmin eden bir sitokin saati (CyClo) türettik.

Bu proteinler, diğerlerinin yanı sıra, her ikisi de anjiyogenezde yer alan Plasenta Büyüme Faktörü (PLGF) ve Vasküler Endotelyal Büyüme Faktörü’nü (VEGF), kemoatraktan vasküler hücre adezyon molekülü 1’i (VCAM-1), kanonik inflamatuar proteinler interlökin-6’yı (IL-) içerir. 6) ve daha önce beyin bozukluklarında yer alan tümör nekroz faktörü alfa (TNFa), kemoatraktan IP-10 (CXCL10) ve eotaksin-1 (CCL11).

Yaş, cinsiyet ve CyClo, beyinde fonksiyonel olarak tanımlanmış farklı kortikal ağlarla bağımsız olarak ilişkilendirildi. Yaş çoğunlukla somatomotor sistemdeki değişikliklerle ilişkilendirilirken, cinsiyet frontoparietal, ventral dikkat ve görsel ağlardaki değişkenlikle ilişkilendirildi.

CyClo ve varsayılan mod, limbik ve dorsal dikkat ağları için önemli kanonik korelasyon gözlemlendi; bu, bağışıklıkta dolaşan proteinlerin odaklanmış dikkat, duygu, hafıza, sosyal strese yanıt, iç değerlendirme ve bilince erişim gibi beyin süreçlerini tercihen etkilediğini gösterir. .

Bu nedenle, yaşa bağlı bilişsel düşüşün önlenmesi için potansiyel terapötik hedefler olabilecek beyin yaşlanmasının immün biyobelirteçlerini belirledik.

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/age-gender-brain-shrinkage-22017/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu