Από την Αθηνά Γκόρου
Η νευροπλαστικότητα στην προχωρημένη ηλικία αποδεικνύει την ικανότητα του ανθρώπινου εγκεφάλου να προσαρμόζεται σε όλη τη διάρκεια της ζωής του.
Ερευνητές ανακάλυψαν ότι τμήματα του ανθρώπινου εγκεφάλου γερνούν πιο αργά από ό,τι πιστευόταν μέχρι σήμερα, ιδιαίτερα στην περιοχή που επεξεργάζεται την αίσθηση της αφής. Χρησιμοποιώντας μαγνητικές τομογραφίες εγκεφάλου εξαιρετικά υψηλής ανάλυσης, διαπίστωσαν ότι ενώ ορισμένα στρώματα του εγκεφαλικού φλοιού λεπταίνουν με την ηλικία, άλλα παραμένουν σταθερά ή ακόμα και παχαίνουν, υποδηλώνοντας μια αξιοσημείωτη ικανότητα προσαρμογής.
Αυτή η ανθεκτικότητα του εγκεφάλου σε επίπεδο στρωμάτων θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί ορισμένες δεξιότητες διατηρούνται στην τρίτη ηλικία, ενώ άλλες εξασθενούν. Επιπλέον, αποκαλύπτει ενσωματωμένους αντισταθμιστικούς μηχανισμούς που συμβάλλουν στη διατήρηση της λειτουργίας του. Ο ανθρώπινος εγκέφαλος γερνάει λιγότερο από ό,τι πιστευόταν και μάλιστα σε στρώματα, τουλάχιστον στην περιοχή του εγκεφαλικού φλοιού που είναι υπεύθυνη για την αίσθηση της αφής. Σε αυτό το συμπέρασμα κατέληξαν ερευνητές από το Γερμανικό Κέντρο Νευροεκφυλιστικών Ασθενειών (DZNE), το Πανεπιστήμιο του Μαγδεμβούργου και το Ινστιτούτο Κλινικής Έρευνας Εγκεφάλου Hertie του Πανεπιστημίου της Τύμπινγκεν, βασιζόμενοι σε σαρώσεις εγκεφάλου νεαρών και ηλικιωμένων ενηλίκων, καθώς και σε μελέτες σε ποντίκια. Τα ευρήματά τους, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Neuroscience, παρέχουν επίσης νέες γνώσεις για το πώς αλλάζει με την ηλικία η ικανότητα επεξεργασίας των αισθητηριακών πληροφοριών.
Ο εγκέφαλος γερνά σε στρώματα
Ο ανθρώπινος εγκεφαλικός φλοιός έχει πάχος μόλις λίγα χιλιοστά και είναι οργανωμένος σε πολυάριθμες πτυχές. Αυτός ο ιστός συνήθως λεπταίνει με την ηλικία. «Αυτό είναι χαρακτηριστικό της γήρανσης, που αποδίδεται, μεταξύ άλλων, στην απώλεια νευρώνων. Ως αποτέλεσμα, ορισμένες ικανότητες φθίνουν. Σε κάθε περίπτωση, γενικά θεωρείται ότι ο μικρότερος όγκος εγκεφάλου σημαίνει μειωμένη λειτουργία», εξηγεί η καθηγήτρια Esther Kühn, νευροεπιστήμονας στο DZNE και στο Ινστιτούτο Κλινικής Έρευνας Εγκεφάλου Hertie. «Ωστόσο, λίγα είναι γνωστά για το πώς ακριβώς γερνάει ο φλοιός. Αυτό είναι αξιοσημείωτο, δεδομένου ότι πολλές από τις καθημερινές μας δραστηριότητες εξαρτώνται από έναν λειτουργικό φλοιό. Γι’ αυτό εξετάσαμε την κατάσταση με σαρώσεις εγκεφάλου υψηλής ανάλυσης».
Ένας «επεξεργαστής» για την απτική πληροφορία
Η Esther Kühn και οι συνεργάτες της από την Τύμπινγκεν και το Μαγδεμβούργο εστίασαν σε ένα τμήμα του εγκεφαλικού φλοιού όπου επεξεργάζονται τα σήματα από την αίσθηση της αφής. Αυτός ο «πρωτογενής σωματοαισθητικός φλοιός» βρίσκεται στην αριστερή και τη δεξιά πλευρά του πάνω μέρους του κεφαλιού και εκτείνεται κατά μήκος μιας λωρίδας, με πλάτος περίπου όσο ένα δάχτυλο, προς κάθε αυτί. «Αυτή η περιοχή του εγκεφάλου είναι σχετική για την αντίληψη του ίδιου του σώματος και για την αλληλεπίδραση με το περιβάλλον», εξηγεί η νευροεπιστήμονας. «Όταν σηκώνω ένα κλειδί, πιάνω ένα χερούλι πόρτας ή ακόμη και περπατάω, χρειάζομαι συνεχώς απτική ανατροφοδότηση για να ελέγχω τις κινήσεις μου. Τα αντίστοιχα ερεθίσματα συγκλίνουν σε αυτή την περιοχή και επεξεργάζονται εδώ».
Ένα απρόσμενο εύρημα
Χρησιμοποιώντας μαγνητική τομογραφία (MRI), οι ερευνητές μπόρεσαν να χαρτογραφήσουν αυτή την περιοχή του εγκεφαλικού φλοιού με πρωτοφανή ακρίβεια. Για να το πετύχουν, χρησιμοποίησαν έναν ιδιαίτερα ευαίσθητο σαρωτή με μαγνητικό πεδίο επτά Tesla, επιτρέποντάς τους να απεικονίσουν μικροσκοπικές δομές του εγκεφάλου με μέγεθος περίπου όσο ένας κόκκος άμμου. Συνολικά εξετάστηκαν περίπου 60 γυναίκες και άνδρες μεταξύ 21 και 80 ετών.
«Μέχρι τώρα, δεν είχε ληφθεί υπόψη ότι ο πρωτογενής σωματοαισθητικός φλοιός αποτελείται από μια στοίβα πολλών εξαιρετικά λεπτών στρωμάτων ιστού, το καθένα με τη δική του αρχιτεκτονική και λειτουργία. Τώρα βρήκαμε ότι αυτά τα στρώματα γερνούν διαφορετικά. Αν και ο εγκεφαλικός φλοιός γίνεται συνολικά λεπτότερος, ορισμένα από τα στρώματά του παραμένουν σταθερά ή, παραδόξως, είναι ακόμη πιο παχιά με την ηλικία. Πιθανώς επειδή είναι ιδιαίτερα ενεργά και έτσι διατηρούν τη λειτουργικότητά τους. Επομένως, βλέπουμε στοιχεία για τη νευροπλαστικότητα, δηλαδή την προσαρμοστικότητα, ακόμη και σε ηλικιωμένα άτομα».
Δομή σε στοίβα
Η δομή σε στρώματα του πρωτογενούς σωματοαισθητικού φλοιού απαντάται με παρόμοια μορφή και σε άλλες περιοχές του ανθρώπινου εγκεφάλου, ακόμα και σε άλλους οργανισμούς. «Από εξελικτική άποψη, η επεξεργασία των αισθητηριακών πληροφοριών με αυτόν τον τρόπο έχει αποδειχθεί ωφέλιμη», λέει η Kühn. Στην παρούσα μελέτη, όχι μόνο το μεσαίο στρώμα του φλοιού, αλλά και οι περιοχές που βρίσκονται πάνω από αυτό βρέθηκαν να είναι εξαιρετικά ανθεκτικές στη διαδικασία της γήρανσης. Τα διάφορα στρώματα διαφοροποιήθηκαν με βάση την περιεκτικότητά τους σε μυελίνη, μια ουσία απαραίτητη για τη μετάδοση των νευρικών σημάτων. «Το μεσαίο στρώμα είναι ουσιαστικά η πύλη για τα απτικά ερεθίσματα. Στα στρώματα πάνω από αυτό, λαμβάνει χώρα περαιτέρω επεξεργασία», λέει η Kühn. «Για παράδειγμα, στην περίπτωση των αισθητηριακών ερεθισμάτων από το χέρι, τα ανώτερα στρώματα συμμετέχουν ιδιαίτερα στην αλληλεπίδραση μεταξύ γειτονικών δαχτύλων. Αυτό είναι σημαντικό κατά το πιάσιμο αντικειμένων. Ως εκ τούτου, κάναμε επίσης τεστ για την απτική ευαισθησία και την κινητική ικανότητα του χεριού με τους συμμετέχοντες στη μελέτη μας. Επιπλέον, πραγματοποιήσαμε τις λεγόμενες λειτουργικές σαρώσεις MRI για να καταγράψουμε τη λειτουργία του μεσαίου στρώματος του φλοιού, όπου λαμβάνονται τα σήματα».
Διαφοροποιημένα ερεθίσματα
Μόνο τα βαθύτερα στρώματα του εγκεφαλικού φλοιού εμφάνισαν εκφυλισμό που σχετίζεται με την ηλικία: ήταν λεπτότερα στους ηλικιωμένους συμμετέχοντες σε σχέση με τους νεότερους. Στα κατώτερα στρώματα του φλοιού, λαμβάνει χώρα μια διαδικασία που ονομάζεται διαμόρφωση: τα απτικά σήματα ενισχύονται ή εξασθενούν ανάλογα με το περιβάλλον. «Αυτό έχει σχέση με τη συγκέντρωση και την προσοχή», εξηγεί η Kühn. «Για παράδειγμα, αν φοράω ένα δαχτυλίδι στο δάχτυλό μου, κάποια στιγμή σταματάω να το νιώθω, παρόλο που τα απτικά ερεθίσματα εξακολουθούν να είναι εκεί. Αυτό συμβαίνει ξανά μόνο όταν συνειδητά παρατηρήσω ξανά το δαχτυλίδι».
Διατηρείται ό,τι χρησιμοποιείται
«Τα μεσαία και ανώτερα στρώματα του φλοιού εκτίθενται πιο άμεσα σε εξωτερικά ερεθίσματα. Είναι μόνιμα ενεργά επειδή έχουμε συνεχή επαφή με το περιβάλλον μας», συνεχίζει η Kühn. «Τα νευρικά κυκλώματα στα κατώτερα στρώματα διεγείρονται σε μικρότερο βαθμό, ειδικά στην μετέπειτα ζωή. Επομένως, βλέπω τα ευρήματά μας ως ένδειξη ότι ο εγκέφαλος διατηρεί αυτό που χρησιμοποιείται εντατικά. Αυτό είναι χαρακτηριστικό της νευροπλαστικότητας. Αυτό είναι επίσης συνεπές με τις παρατηρήσεις μας σχετικά με έναν συμμετέχοντα στη μελέτη, ο οποίος ήταν 52 ετών. Έπρεπε να βασίζεται σε ένα μόνο χέρι καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής του, καθώς γεννήθηκε με ένα άκρο που έλειπε. Το αντίστοιχο μεσαίο στρώμα του εγκεφαλικού του φλοιού, αυτό που δέχεται αισθητηριακές εισροές, ήταν συγκριτικά λεπτό». Επιπλέον, οι διαφορές στη γήρανση των στρωμάτων του εγκεφάλου μπορεί να εξηγήσουν γιατί ορισμένες ικανότητες μειώνονται με την ηλικία, ενώ άλλες όχι τόσο. «Οι αισθητικοκινητικές δεξιότητες που ασκούνται επανειλημμένα, όπως η πληκτρολόγηση, μπορούν να παραμείνουν σταθερές για μεγάλο χρονικό διάστημα, ακόμη και στην τρίτη ηλικία», λέει η Kühn. «Ωστόσο, εάν υπάρχουν παρεμβολές από ερεθίσματα, όπως ένα θορυβώδες περιβάλλον, οι ηλικιωμένοι συνήθως δυσκολεύονται ιδιαίτερα σε τέτοιες δραστηριότητες. Αυτό θα μπορούσε να οφείλεται στο γεγονός ότι η λειτουργικότητα των βαθύτερων στρωμάτων του φλοιού έχει επιδεινωθεί, με αποτέλεσμα η διαμόρφωση των αισθητηριακών ερεθισμάτων να είναι μειωμένη».
Στοιχεία για αντιστάθμιση
Ωστόσο, οι ερευνητές βρήκαν στοιχεία ότι μηχανισμοί στα βαθιά στρώματα του εγκεφαλικού φλοιού αντισταθμίζουν σε κάποιο βαθμό τη λειτουργική μείωση που σχετίζεται με την ηλικία. «Αν και τα βαθιά στρώματα έγιναν λεπτότερα με την ηλικία, η περιεκτικότητά τους σε μυελίνη, παραδόξως, αυξήθηκε. Πράγματι, παρατηρήσαμε αυτά τα αποτελέσματα και σε μελέτες σε ποντίκια, τις οποίες πραγματοποιήσαμε για σύγκριση. Στη συνέχεια διαπιστώσαμε ότι η αύξηση της μυελίνης οφείλεται στην αύξηση του αριθμού ορισμένων νευρώνων», λέει η Kühn. «Αυτοί είναι γνωστό ότι έχουν θετική επίδραση στη διαμόρφωση των νευρικών παλμών. Οξύνουν το σήμα, έτσι ώστε να είναι πιο ευκρινές. Προφανώς, αντισταθμιστικοί μηχανισμοί δρουν κατά του κυτταρικού εκφυλισμού. Όσον αφορά την πρόληψη, θα είχε ενδιαφέρον να μελετήσουμε αν αυτοί οι μηχανισμοί μπορούν να προωθηθούν και να διατηρηθούν με συγκεκριμένους τρόπους. Στην πραγματικότητα, τα δεδομένα μας από ποντίκια υποδηλώνουν ότι αυτή η αντιστάθμιση εξαφανίζεται σε πολύ προχωρημένη ηλικία».
Μια αισιόδοξη άποψη για τη γήρανση
«Συνολικά, τα ευρήματά μας είναι συνεπή με τη γενική ιδέα ότι μπορούμε να κάνουμε κάτι καλό για τον εγκέφαλό μας με την κατάλληλη διέγερση. Νομίζω ότι είναι μια αισιόδοξη αντίληψη ότι μπορούμε να επηρεάσουμε τη διαδικασία γήρανσης μας σε κάποιο βαθμό», λέει η Kühn. «Αλλά φυσικά, ο καθένας πρέπει να βρει τον δικό του τρόπο για να αξιοποιήσει αυτό το δυναμικό».
Για περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να ανατρέξετε στη σχετική έρευνα:
Peng Liu, Juliane Doehler, Julia U. Henschke, Alicia Northall, Angela Knaf-Serian, Laura C. Loaiza-Carvajal, Eike Budinger, Dietrich S. Schwarzkopf, Oliver Speck, Janelle M. P. Pakan, Esther Kuehn. Layer-specific changes in sensory cortex across the lifespan in mice and humans. Nature Neuroscience, 11 August 2025 DOI: 10.1038/s41593-025-02013-1