Zajos hálózat, lassabb agy
Az agyműködés időskori romlásának, a mentális lelassulásnak egyik lehetséges élettani oka, hogy az agyi hálózatok zajosabbá válnak.
Az ezzel kapcsolatos intrakraniális EEG vizsgálatot a Kaliforniai Egyetem (San Francisco) (UCSF) kutatói végezték, és eredményeiket a Journal of Neuroscience szeptember 22-i online számában tették közzé. A kutatás alátámasztotta a „neurális zaj” hipotézist, amely szerint az idősödés együtt jár a jel/zaj arány csökkenésével az idegrendszeri hálózatokban, és ez teljesítményromláshoz vezet. A vizsgálatot Brad Voytek, PhD, posztdoktorális kutató tervezte és vezette dr. Adam Gazzaley professzor UCSF-beli laboratóriumában.
Voytek két kísérletben azt mutatta ki, hogy az agy egyes, a magasabb rendű funkciókért felelős kulcsfontosságú területein jelen lévő háttérzaj együtt járt azzal, hogy a személy rosszabbul memorizálta a vizuális információkat, és ez a zaj összefüggött az életkorral is. Ebből arra következtetett, hogy a kognitív képességek idősödéssel járó romlásáért, a viselkedéses válaszok lassúbb voltáért és az emlékezet és a koncentrációképesség gyengüléséért a neurális zaj felelős. A regisztrált zaj véletlenszerű idegi aktivitás volt, amely nem illett bele az agy természetes oszcillációinak mintázatába. Ezek az oszcillációk az idegsejtek ritmikus elektromos aktivitásainak eredményei.
Az utóbbi években a kutatások egyik fontos célja az volt, hogy kimutassák, hogy milyen funkcionális szerepük lehet az agyi oszcillációknak. Az eddigi eredmények arra utalnak, hogy az oszcillációk hatására az idegi hálózatok hatékonyabban válaszolnak az ingerekre.
Voytek egyik kísérletébe 15 olyan epilepsziás személyt vont be, akiknek agykérgére elektródákat helyeztek az idegsebészek, hogy megtalálják azt a területet, ahonnan a rohamok kiindulnak. Voytek az elektródákkal mért feszültségváltozásokat elemezte. Az intrakraniális regisztrálás azzal az előnnyel járt, hogy az agyi feszültségváltozásokat nem zavarta az izmok elektromos aktivitása. A személyek a műtét alatt éberek voltak, és egy olyan szöveghallgatásos feladatot végeztek, amely Voytek korábbi vizsgálatai szerint erőteljes agyi oszcillációkkal járt az érintett agyterületeken. Az eredmények szerint a frontális és a temporális kéregben mutatkozó idegi zaj függött össze az életkorral. A második kísérletben skalp elektródákkal regisztrálták az EEG-t 11 egészséges, 20–30 éves és 13 egészséges, 60–70 éves személyben, miközben a kísérleti alanyok egy vizuális emlékezeti feladatot végeztek.
A kutatók egy, két vagy három színes négyzetet villantottak fel a személyek előtt kevesebb, mint 0,2 másodpercig, majd a kísérleti alanyoknak 1 másodpercük volt arra, hogy memorizálják a színeket. Ezután ismét felvillantottak egy vagy több színes négyzetet, és a személyeknek meg kellett mondaniuk, hogy azonosak voltak-e a két felvillantáskor látott színek. A memorizálás alatti EEG aktivitást elemezték, matematikai algoritmusokkal határozva meg a neurális zaj mértékét.
Az idős személyek átlagos teljesítménye rosszabb volt, mint a fiataloké. A kutatók azt állapították meg, hogy a gyengébb teljesítmény oka a vizuális kéregben mutatkozó nagyobb mértékű neurális zaj volt; itt a neuronok csak kisebb mértékű alacsony frekvenciájú oszcillációkat generáltak. Ha a zaj hatását statisztikai módszerekkel eltüntették, az életkor már nem befolyásolta szignifikánsan a teljesítményt.
Voytek úgy gondolja, hogy az ehhez hasonló kísérletekkel vizsgálni lehet majd nemcsak az öregség hatására bekövetkező kognitív változások alapjait, hanem például a Parkinson-kórosokat, az autistákat és a skizofréneket is – ezekben a betegségekben is jelen van az agyi oszcillációk zavara.
Forrás: Science Daily
