Одна из неизбежных реалий старения – чем старше мы становимся, тем медленнее мы склонны двигаться — гуляем ли мы по кварталу или просто тянемся к пульту дистанционного управления.
Новое исследование, проведенное инженерами из Университета Колорадо (University of Colorado) в Боулдере, помогает объяснить, почему так происходит.
Данная научная работа является одной из первых, которые экспериментально выявили конкурирующие причины, по которым люди старше 65 лет могут не так быстро вставать на ноги, как раньше. Группа ученых сообщила, что пожилые люди могут двигаться медленнее, по крайней мере частично, потому что это требует больше энергии, чем у молодых людей – возможно, это не слишком шокирует тех, кто проснулся усталым утром после активного дня.
По словам соавтора исследования Алы Ахмед (Alaa Ahmed), полученные результаты однажды могут предоставить врачам новые инструменты для диагностики целого ряда заболеваний, включая болезнь Паркинсона, рассеянный склероз и даже депрессию и шизофрению.
«То, почему мы двигаемся именно так, как мы это делаем, от движений глаз до вытягивания рук, ходьбы и разговора, — является ключом к пониманию старения и болезни Паркинсона», — сказала Ахмед. «Мы пытаемся понять нейронную основу этого».
Она и ее коллеги опубликовали свои выводы в научном журнале The Journal of Neuroscience.
Для исследования группа ученых попросила испытуемых в возрасте от 18 до 35 и от 66 до 87 лет выполнить простое задание: дотянуться до цели на экране, что немного похоже на игру на Nintendo Wii. Анализируя закономерности этих движений, исследователи обнаружили, что пожилые люди, похоже, изменяют свои движения при определенных обстоятельствах, чтобы сохранить свои ограниченные запасы энергии.
«Все мы, молодые или старые, по своей природе стремимся получить максимальную выгоду от окружающей среды, минимизируя при этом усилия», — сказал Эрик Саммерсайд (Erik Summerside), соавтор нового исследования из Университета Колорадо.
Использование инженерии для понимания мозга
Ахмед добавила, что ученым давно известно, что пожилые люди, как правило, все делают медленнее, потому что их движения менее стабильны и точны. Но и другие факторы также могут сыграть роль в этой фундаментальной части старения.
Согласно одной из гипотез, мышцы пожилых людей могут работать менее эффективно, а это означает, что они сжигают больше калорий, выполняя те же задачи, что и молодые люди, например, бегут марафон или встают, чтобы взять газировку из холодильника.
Альтернативно, старение может также изменить схему вознаграждения в человеческом мозге. Ахмед объяснила, что с возрастом люди вырабатывают меньше дофамина — химического вещества мозга, отвечающего за чувство удовлетворения после хорошо выполненной работы. Если вы не так сильно ощущаете эту награду, то, возможно, у вас меньше шансов попытаться ее получить. У людей с болезнью Паркинсона наблюдается еще более резкое снижение выработки дофамина.
В ходе исследования ученые попросили более 80 человек сесть и взяться за ручку роботизированной руки, которая, в свою очередь, управляла курсором на экране компьютера. Испытуемые тянулись вперед, перемещая курсор к цели. Если им это удавалось, они получали награду — небольшую, но достаточную, чтобы порадовать их мозг.
«Иногда мишени взрывались, и они получали вознаграждение в виде очков», — сказала Ахмед. «Это также издавало бы звук «бинг-бинг».
Двигайтесь медленнее, но с умом
Именно тогда стал проявляться контраст между двумя группами людей.
И люди в возрасте от 18 до 35 лет, и от 66 до 87 лет достигали своих целей раньше, когда знали, что услышат этот звук — примерно на 4–5% раньше, чем в испытаниях без вознаграждения. Но они также достигали этой цели разными способами.
Молодые люди, как правило, быстрее двигали руками в сторону награды. Пожилые люди, напротив, в основном улучшили время реакции, начав достигать результатов в среднем примерно на 17 миллисекунд раньше.
Когда команда ученых добавила 8-фунтовый груз к роботизированной руке для более молодых испытуемых, эти различия исчезли.
«Похоже, что мозг способен обнаруживать очень небольшие изменения в том, сколько энергии использует тело, и соответствующим образом корректировать наши движения», — сказал соавтор исследования Роберт Куртер (Robert Courter). «Даже при движении с несколькими лишними килограммами более быстрая реакция становилась энергетически более выгодным вариантом получить награду, поэтому молодые люди подражали старшим и делали именно это».
По словам Ахмед, исследование, кажется, рисует четкую картину: «И у молодых, и у пожилых людей, похоже, не было проблем с восприятием вознаграждений, даже небольших. Но их мозг замедлял движения в утомительных обстоятельствах.
«Сводя все это вместе, наши результаты показывают, что затраты усилий на достижение цели, по-видимому, определяют то, что замедляет передвижение пожилых людей», — подчеркнула Ахмед.
Эксперимент не может полностью исключить центры вознаграждения мозга как виновника нашего замедления с возрастом. Но, как отметила Ахмед, если ученые смогут выяснить, где и как эти изменения возникают в организме, то смогут разработать методы лечения, позволяющие снизить потери от старения и болезней.
Литература:
Erik M. Summerside et al, Slowing of Movements in Healthy Aging as a Rational Economic Response to an Elevated Effort Landscape, The Journal of Neuroscience (2024). DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1596-23.2024
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
