Как стареющий мозг компенсирует потери: неожиданное усиление лобных долей

Напомню анатомию: примерно половина мозга — это серое вещество. Это нейроны, которые думают, чувствуют, командуют. Другая половина — белое вещество, плотная сеть «проводов»-аксонов, соединяющих нейроны в разных областях. Долгое время считалось, что белое вещество — просто пассивная проводка. Новое исследование кардинально меняет эту точку зрения.

«Это серьезный прорыв в визуализации мозговых сетей, — говорит соавтор работы Джон Гор. — Впервые мы смогли детально изучить, как именно области серого вещества «общаются» через белое вещество». Получается, мы наконец-то начали слушать не только «говорящих», но и сами «телефонные линии» между ними.

Как заставить «проводку» мозга рассказать о себе?

Основной инструмент нейроисследований — фМРТ. Он фиксирует изменения кровотока в мозге: чем активнее работает область, тем больше кислорода ей нужно. Этот сигнал (BOLD) хорошо читается в сером веществе. С белым веществом было сложнее — его сигналы казались слабыми и малопонятными.

Но теперь ясно: белое вещество — не пассивная инфраструктура. Оно активно участвует в обучении, а изменения в его микроструктуре напрямую влияют на точность и скорость передачи нервных импульсов. Представьте, что вы улучшили не процессор компьютера, а шину данных между ним и памятью — производительность тоже вырастет.

Раньше ученые смотрели на корреляцию активностей между двумя областями серого вещества. Теперь они добавили в уравнение само белое вещество: как оно коррелирует с серым и с самим собой. Это как если бы раньше мы изучали переговоры двух людей, глядя только на их лица, а теперь стали бы слушать еще и качество связи по телефону.

Именно этот подход позволил увидеть, как связи меняются с возрастом, и к каким последствиям это приводит.

Недостатки старения и его скрытый бонус

Проанализировав фМРТ-снимки почти 500 человек, ученые увидели сложнейшую архитектуру связей. «Волокна белого вещества могут передавать сигналы от множества источников в разные области, — объясняет Гор. — А любые две области серого вещества могут «общаться» через множество путей». Это не старая телефонная сеть «точка-точка», а скорее интернет — гибкий, избыточный и надежный.

И вот ключевое открытие: изучая разные возрастные группы, исследователи заметили закономерность. Общая связность мозга действительно снижается. Но при этом активизируются связи внутри лобных долей — нашего центра управления, ответственного за суждения, планирование и самоконтроль. Ученые предполагают, что это попытка мозга компенсировать общий спад, усилив «штаб». Не кажется ли вам, что в этом есть глубокий смысл? С годами мы меньше полагаемся на скорость реакции и больше — на опыт и взвешенные решения.

Сейчас команда изучает, как изменения в белом веществе связаны с болезнью Альцгеймера и другими нейродегенеративными заболеваниями. В будущем анализ функциональных связей может стать биомаркером — точным инструментом для ранней диагностики и отслеживания лечения. Получается, чтобы понять здоровье разума, мы наконец-то научились слушать тихий гул его внутренней проводки.