Ученые Университета Дьюка проанализировали более 50 000 сканов мозга и показали, что стандартные изображения мозга могут раскрыть скорость старения человека. Работа опубликована в журнале Nature Aging.
Обычное сканирование мозга показало, как быстро стареет человек
Исследователи из Университета Дьюка разработали новые «часы старения», которые определяют биологический возраст человека по сканам мозга. Анализ более 50 000 изображений показал, что толщина коры головного мозга и объем серого вещества могут предсказать скорость старения и риск возрастных заболеваний.
Магнитно-резонансная томография (на фото — искусственно окрашенная) мозга позволяет определить риск потери памяти и других когнитивных проблем. Zephyr/SPL
Современные методы визуализации мозга включают: магнитно-резонансную томографию (МРТ), функциональную МРТ (фМРТ) и электроэнцефалографию (ЭЭГ). Применяются позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ), диффузионно-тензорная визуализация (ДТИ) для отслеживания движения молекул воды вдоль трактов белого вещества, компьютерная томография (КТ), магнитоэнцефалография (МЭГ) и спектроскопия. Все эти и многие другие методы помогают врачам и ученым исследовать мозг.
Главные особенности старения включают толщину коры головного мозга — области, контролирующей язык и мышление — и объем содержащегося в ней серого вещества. Эти и другие характеристики могут предсказать, как быстро будут снижаться способности человека думать и запоминать с возрастом, а также риск хрупкости, болезней и смерти.
Хотя пока слишком рано использовать новые результаты в клинике, тест предоставляет преимущества перед ранее описанными «часами» — обычно основанными на анализах крови. Как отмечает Махди Мокри, вычислительный биолог из Гарвардской медицинской школы: «Визуализация предлагает уникальные, прямые представления о структурном старении мозга, предоставляя информацию, которую одни только биомаркеры на основе крови или молекулярные биомаркеры не могут зафиксировать».
Ковариация между характеристиками мозга, полученными с помощью МРТ, и темпом старения. Области более теплых цветов указывают на более быстрое старение, а более холодных — на более медленное старение.
Старение мозга
Генетика, окружающая среда и болезни влияют на скорость биологического старения. В результате хронологический возраст не всегда отражает темп, с которым время воздействует на тело.
МРТ при болезни Альцгеймера.
Для создания улучшенных часов Итан Уитман из Университета Дьюка и его коллеги начали с исследования более 1000 человек, родившихся в Данидине, Новая Зеландия, между апрелем 1972 и мартом 1973 года. Команда создала новые часы старения: более высокие баллы коррелировали с большим риском будущих хронических заболеваний и смерти. Это было верно не только для участников из Данидина, но и при использовании изображений из британского биобанка и исследования болезни Альцгеймера.
Несмотря на большие массивы данных, новые часы остаются исследовательским инструментом. Команда тестирует свои часы в новых условиях, изучая, связаны ли такие состояния, как шизофрения или расстройства сна, с ускоренным старением.