Простое сжатие кисти оказалось связано с активностью глубинных структур стареющего мозга. В исследовании с участием 55 пожилых людей сила хвата изменялась синхронно с активностью хвостатого ядра. Связь выявили в эксперименте, где в реальном времени сочетались нейровизуализация и базовый тест силы, рассказывает Earth.com.
Работа была построена так, чтобы минимизировать влияние посторонних факторов и сосредоточиться на нейронных паттернах. Полученные данные указывают на потенциальную роль отдельных узлов мозга в поддержании моторной функции в течение жизни, хотя причинно-следственные выводы пока делать рано.
Как был устроен эксперимент
Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде регистрировали активность мозга, пока добровольцы сжимали ручной динамометр с максимальным усилием. Проектом руководил Сяопин Ху, изучающий методы медицинской визуализации и связи между мозгом и телом в процессе старения.
Участники в возрасте 65-87 лет проходили сканирование в течение двух дней. Каждая сессия включала пять коротких серий с повторяющимися сжатиями. Результаты корректировали по полу и мышечной массе, чтобы исключить влияние различий в размере тела и сосредоточиться на работе мозга.
Почему сила хвата важна
Сила хвата давно рассматривается как интегральный показатель здоровья. Исследование Prospective Urban-Rural Epidemiology (PURE) связывало ее снижение с более высоким риском сердечно-сосудистых заболеваний и смертности. Показатель также входит в пятикомпонентный фенотип хрупкости, отражающий снижение устойчивости организма после болезни или травмы.
«Это маркер того, насколько хорошо функционируют ваше тело и мозг по мере старения», — отметил Ху.
Поскольку сила хвата объединяет мышечную силу и нейронный контроль, ее связь с активностью мозга может указывать на скрытые уязвимости задолго до того, как повседневные действия начнут даваться труднее.
Глубинный узел мозга
Во всем массиве данных хвостатое ядро оказалось наиболее сильным предиктором максимальной силы хвата. Эта глубинная структура участвует в управлении движениями, координируя сигналы, задающие величину усилия и стабильность сжатия.
Связи хвостатого ядра с областями памяти и внимания также фиксировались, но в общей картине они были слабее. Результат указывает на возможный «узел управления» возрастными изменениями силы, не позволяя при этом утверждать, что именно он является первопричиной снижения показателей.
Как читать сигналы фМРТ
Во время выполнения задач участники находились в томографе, а функциональная МРТ регистрировала изменения оксигенации крови, следующие за нейронной активностью. Сигнал усиливается, когда активные нейроны требуют больше энергии и сосуды доставляют дополнительный кислород.
В обеих задачах воспроизводились две устойчивые связи: между правым хвостатым ядром и левой лобной долей, а также между центрами внимания и мозжечком. Более выраженная связность может отражать компенсаторный механизм, если стареющий мозг привлекает дополнительные области для поддержания стабильного усилия.
Где остаются ограничения
Небольшая и локальная выборка повышает риск переоценки точности прогностических моделей. В данном случае модель обучали и проверяли внутри одной группы, поэтому требуется подтверждение на независимых выборках с аналогичным протоколом.
Кроме того, сигналы фМРТ зависят от состояния сосудов. Часть выявленных различий может отражать сосудистое старение, а не изменения нейронной активности. Для практического скрининга потребуются более доступные методы, а также доказательства того, что раннее выявление улучшает клинические исходы.
От маркера к практике
Связь силы хвата с хвостатым ядром указывает на нейронные цепи, потенциально чувствительные к тренировкам и силовым упражнениям. Двигательное обучение способно перестраивать связи при повторяющихся движениях, укрепляя взаимодействия между нейронами.
«В перспективе это может помочь клиницистам раньше выявлять хрупкость, распознавая паттерны активности мозга до того, как начнется заметная потеря силы», — сказал Ху.
При этом предстоит показать, что изменения мозговых паттернов приводят к реальному улучшению силы в повседневной жизни, а не только к сдвигам на сканере.
PS: Ставьте лайк и подписывайтесь на «Ведомости» в Telegram и MAX