Лобная кора — это часть мозга, отвечающая за такие функции нервной системы, как планирование, контроль поведения, рабочую память и принятие решений. Теория старения лобной коры предполагает, что возрастное ухудшение когнитивных функций, происходит как раз из-за нарушения работы префронтальных отделов.
Как меняется работа мозга, пока мы стареем: 6 научных теорий
Старение мозга — это естественный и неизбежный процесс, который влияет на его функционирование. Несмотря на успехи медицины и увеличение продолжительности жизни, когнитивные изменения — ухудшение памяти, снижение внимания, замедление мышления — остаются серьезной проблемой. Ученые выделяют несколько теорий, объясняющих возрастное ухудшение когнитивных функций.
Freepik
Теория старения лобной коры
Действительно, еще в конце XIX веке было высказано предположение о том, что эволюционно более новые части мозга, в том числе лобная кора, сильнее подвержены инсульту. Современные исследования доказывают, что именно лобные доли страдают сильнее всего при старении — их объем уменьшается примерно на 10% к 75-85 годам.
Этим можно объяснить то, что пожилым людям становится сложнее быстро переключаться между задачами, контролировать эмоции и принимать сложные решения.
Однако перемены, происходящие в мозге в процессе старения, выходят за пределы лобных отделов. То есть изменения в префронтальной коре в ходе старения действительно присутствуют, но этим нельзя объяснить все когнитивные трансформации, связанные со старением.
Компенсаторные теории
С возрастом, по мере того как отдельные участки мозга начинают работать хуже, другие области берут на себя часть их функций, чтобы компенсировать возникшие нарушения. Это явление называется «компенсаторной реорганизацией нейронных цепей»: в этот момент нейронные сети перестраиваются, чтобы общая эффективность работы мозга сохранялась на высоком уровне. Например, в задачах на рабочую память, в которых необходимо запоминать слова, у более молодых участников активность наблюдается только левом полушарии. Но у участников старшего возраста при выполнении тех же задач задействуются оба полушария. Исследователи мозга называют этот феномен уменьшением межполушарной асимметрии.
Компенсационная перестройка нейронных цепей может быть тем механизмом, который помогает поддерживать умственные способности, а значит и качество жизни, на высоком уровне. И хотя компенсаторные возможности мозга для разных людей неодинаковы и во многом зависят от образа жизни, такая способность адаптироваться к возрастным изменениям может быть ключевым фактором замедления ухудшения когнитивных функций при старении.
Теория когнитивного резерва
Теория резервов во многом сосредоточена на поисках взаимосвязи между когнитивными изменениями и факторами образа жизни – какие-то из этих факторов будут увеличивать резерв (физическая активность, социальные контакты, умственная нагрузка), какие то, наоборот, приводят к его уменьшению (депрессия, тревожность, наличие хронических заболеваний).
Существует несколько подходов к определению резерва:
- Пассивная модель мозгового резерва получила наибольшую популярность среди клиницистов. Из этого подхода следует, что мозговой резерв — это понятие, которое может включать объем мозга, количество связей в мозге.
- Активные концепции резервов: «когнитивный» и «компенсационный». Когнитивный резерв предполагает, что человек может по-разному решать одну и ту же задачу. Например, при ухудшении способности запоминать информацию, можно использовать ассоциации, и это облегчит процесс. Тут уместна аналогия с ящиком для инструментов. Представим, что человек постоянно пользуется одним и тем же инструментом для решения задачи. Но вдруг он вдруг ломается. Что делать? Искать новый инструмент и пытаться решить поставленную задачу с помощью него — это получится не хуже. Но если используемый инструмент ломается, а ящик оказывается пустым, то задачу выполнить уже не удастся. Поэтому чем больше «инструментов в вашем ящике», тем лучше.
«Компенсационный резерв» предполагает задействование дополнительных областей мозга, которые ранее не участвовали в решении подобных задач, что, по сути, является продолжением предыдущей теории. Исследования показывают, что люди с высоким резервом могут дольше сохранять ясность ума, несмотря на возрастные изменения в мозге.
Теория сенсорной депривации
Сенсорная депривация— это снижение качества работы «сенсорных систем» — слуха, зрения, осязания, обоняния, вкуса. Из этой теории следует: снижение потока сенсорной информации приводит к уменьшению активности в соответствующих областях мозга, что ускоряет его старение.
Связь между тем, как хорошо человек видит и слышит, и его умственными способностями, впервые заметили еще в конце 1990-х годов. Эта связь была намного сильнее у пожилых людей в возрасте от 70 до 103 лет, чем у более молодых участников исследования — от 25 до 69 лет. В одном из исследований было показано, что острота зрения и слуха, а также равновесие при ходьбе объясняют примерно 59% различий в умственных способностях участников.
Выходит, чем лучше работают сенсорные системы, тем лучше когнитивные способности.
Таким образом, нарушения в работе сенсорных систем могут стать важными предвестниками ухудшения когнитивных функций. Если вовремя это заметить, можно заблаговременно предотвратить его замедление.
Теория снижения скорости обработки информации
С возрастом мозг начинает работать медленнее. В основе снижения скорости обработки информации лежат два механизма.
- Механизм ограничения времени. Он указывает на то, что с возрастом людям требуется больше времени для выполнения даже самых простых задач. В итоге затрудняется выполнение более сложных задач, так как весь существующий ресурс занят простыми.
- Механизм одновременности. Он означает, что продукты первой стадии обработки информации могут быть недоступны к тому моменту, когда закончится текущая обработка информации.
Все эти механизмы влияют на способность человека быстро реагировать, принимать решения и переключаться между делами. Например, пожилым людям требуется больше времени, чтобы понять новую информацию или выполнить сложное задание. Этот факт не означает потерю интеллекта, а лишь указывает замедление когнитивных процессов.
Теория дефицита тормозных влияний
Тормозные влияния — это способность мозга фильтровать ненужную информацию и сосредотачиваться на главном. С возрастом эта функция ухудшается, и человек становится более восприимчивым к отвлекающим факторам. Так, людям в возрасте бывает сложнее сосредоточиться в шумной обстановке.
Исследования показывают, что снижение тормозных механизмов связано в том числе с ухудшением работы лобных долей и приводит к снижению эффективности памяти и внимания.
Наблюдения ученых показывают: у лиц в возрасте 55–70 лет проявляется более низкая активация во фронтально-стриальной области, в особенности в правой верхней части передней области мозга, по сравнению с испытуемыми в возрасте 24–30 лет. Именно активность данной области связана с тормозными влияниями при решении задач, требующих избирательного внимания. Получается, что теория снижения тормозных влияний согласуется с теорией старения лобных долей.
Неспособность снизить чрезмерную активность может быть основой многих возрастных когнитивных нарушений. Дефицит тормозных влияний отражается на способности контролировать внимание и эмоции, что может повлиять на качество жизни пожилых людей.
Что в итоге?
Старение мозга — сложный процесс, который включает множество факторов. Все описанные теории не противоречат друг другу и рассматривают когнитивное старение с разных сторон. Они могут внести ясность в понимание того, почему умственные способности меняются с возрастом. Но главное — помогут понять механизмы, по которым происходит ухудшение когнитивных функций при старении, раскроют факторы, влияющие на скорость этих изменений, и позволят разработать меры по их замедлению.
Материал подготовлен на основе статьи научных сотрудников Центра нейрокогнитивных исследований (МЭГ-центра) МГППУ Веры Третьяковой и Кристины Пульциной, опубликованной в журнале «Клиническая и специальная психология».