Dendritik omurga kafa büyüklüğü yaşla birlikte hafıza kaybını öngörüyor

BIRMINGHAM, Alabama – Yaşam boyunca hafıza değişen derecelerde zayıflıyor ve yaşlı insanlar kişisel deneyimlerini hatırlama yeteneğinden yoksun kalıyor. İnsanlar uzun süredir bu kademeli, kaçınılmaz sürecin, sinapsların önemli bir bileşeni olan dendritik dikenlerin yaşla birlikte beyindeki nöronlardan doğanın çıkarılmasının bir sonucu olduğunu varsayıyordu.

Araştırmacılar tarafından yürütülen Science Advances dergisinde yayınlanan bir çalışma Birmingham’daki Alabama Üniversitesi Şimdi, Chicago, Illinois’deki Rush Üniversitesi Tıp Merkezi, geçmiş yaşam deneyimlerinin yaşlanma sırasındaki sinapsların niceliği değil niteliği aracılığıyla korunduğuna dair kanıtlar sağlıyor.

Birmingham’daki Alabama Üniversitesi’nde doçent olan Dr. Jeremy Herskowitz, “Bu, modeli bozuyor” dedi. Nöroloji Bölümü “35 yıldır hakim olan dogma, hafıza kaybının öncelikle sinapsların yerini alan dendritik dikenlerin kaybından kaynaklandığı yönündeydi. 40’tan 85’e kadar yaşlandıkça, dendritik dikenlerin ve sinapsların doğal bir kaybı oluyor. bu tamamen normal.” “Bu doğal kayıp, yaşlandıkça hepimizin deneyimlediği bilişsel keskinlik eksikliğine katkıda bulunabilir. Ancak sinapslar kaybolsa bile kalanların bu kaybı telafi edebildiğini gösterdik.”

Herskowitz, bunun çok büyük bir etkisi olduğunu söylüyor. “Yaşlı bireylerde, yani 80, 90, 95 yaşındaki kişilerde bile, sinaps oluşumunda hafızayı korumaya yetecek kadar esneklik mevcuttur. Bu, dendritik dikenleri ve sinapsları yeniden şekillendirmeye yönelik tedavinin yaşlandıkça hafızayı büyük ölçüde kolaylaştırabileceği anlamına gelir.” Yaşlıysanız veya Alzheimer hastalığı veya demans nedeniyle hafıza kaybı yaşıyorsanız.

Çalışma, Rush Üniversitesi’ndeki Dini Cemaatler Araştırması ve Rush Hafızası ve Yaşlanma Projesi (ROSMAP) sayesinde mümkün oldu. ROSMAP, kayıt sırasında demans hastası olmayan 65 yaş ve üzeri Katolik rahibeleri, rahipleri ve erkek kardeşleri kayıt altına almaktadır. Katılımcılar her yıl tıbbi ve psikolojik değerlendirmelerden geçiyor ve ölümden sonra beyinlerini bağışlamayı kabul ediyorlar.

Herskowitz ve meslektaşları, 128 çalışma katılımcısının ölüm sonrası beyin örneklerini inceledi. Katılımcıların ölüm anında ortalama yaşı 90,5 idi ve değişen derecelerde bilişsel işlevsellik ve Alzheimer hastalığıyla ilişkili nörolojik patoloji vardı. Hepsine yıllık olarak epizodik hafıza, görsel-uzaysal yetenek/algısal yönelim, algısal hız, anlamsal hafıza ve çalışma hafızası konularında bilişsel testler uygulandı. Çalışmada her beyinden iki örnek yer aldı; biri uzun süreli hafıza için hayati yapıları içeren temporal korteksten, diğeri ise frontal motor korteksten.

Beyin örneklerini boyadıktan, ince dilimleri fotoğrafladıktan ve 2.157 nörondaki 55.521 bireysel dendritik dikenin 3 boyutlu dijital modellerini oluşturduktan sonra araştırmacılar, omurga şeklinin 16 farklı ölçümünden herhangi birinin birbiriyle ilişkili olup olmadığını görmek için iki istatistiksel yöntem kullandılar; bunlardan biri yenilikçi makine öğrenimini kullandı. Alzheimer hastalığıyla ilişkili beyin fonksiyonu, yaş ve nöropatoloji 17 önlemden herhangi biriyle farklılık gösterir. Beyin fonksiyonunun bir ölçüsü epizodik hafızaydı; yani günlük olayları ve geçmiş kişisel deneyimleri hatırlama yeteneği.

Araştırmacılar, temporal korteksten gelen nöronlar için, beta-amiloid plak puanları, nörofibriler dolaşma patolojisi ve cinsiyet içeren modellerde epizodik hafıza tahminini iyileştirdiğini, ancak dikenlerin miktarının değil, dendritik omurga başı çapının arttığını buldular. Daha büyük kafa çapları daha iyi epizodik hafıza performansıyla ilişkilendirildi; bu da temporal kortekste sinaptik gücün yaşlılıkta hafıza için nicelikten daha önemli olduğu yönünde ortaya çıkan hipotezi destekledi.

Herskowitz, “Dikenleri veya sinapsları koruyan veya üreten yollardan ziyade, omurga başı çapını veya sinaptik gücü koruyan yolları hedeflemek, Alzheimer hastalığının klinik öncesi aşamalarındaki yaşlı yetişkinler için daha büyük terapötik faydalar sağlayabilir” dedi.

Dendritler, bir nöronun hücre gövdesinin diğer nöronlardan uyarı alan dallanmış bir uzantısıdır. Her dendritik çalı, diken adı verilen binlerce küçük çıkıntı içerebilir. Her bir sivri ucun ucu, başka bir nöronun aksonundan gönderilen bir uyarıyı almak için sinaps adı verilen bir bağlantı noktası oluşturabilir. Dendritik dikenler, beyin plastisitesi adı verilen bir sürecin parçası olarak yeni sinapslar oluştururken hızla şekil veya boyut değiştirebilir. Sinapsların oluşturulması veya ortadan kaldırılması beyin fonksiyonunun temel bir mekanizmasıdır.

Onbinlerce omurga ölçümünün toplanması iki buçuk yıl sürdü. Herskowitz, bu özenli çalışmanın 2019’da başladığını ve COVİD-19 salgını sırasında da devam ettiğini, Birmingham Alabama Üniversitesi araştırmacılarının KOVİD kısıtlamaları altında çalıştığını söylüyor.

“Dendritik omurga başı çapı, yaşlı yetişkinlerde epizodik hafıza performansını öngörüyor” başlıklı çalışmanın ortak yazarları Courtney K. Walker ve Evan Liu, Nöroloji Bölümü, Birmingham Alabama Üniversitesi.

Diğer yazarlar Kelly M. Greathouse ve Ashley B. Adamson ve Julia B. Wilson ve Emily H. Bovey ve Kendall A. Curtis, Hamad M. Muhammed ve Audrey J. Weber, Alabama Birmingham Üniversitesi Nöroloji Bölümü; ve David A. Bennett, Rush Üniversitesi Tıp Merkezi; ve Nicholas T. Seefried, Emory Üniversitesi Tıp Fakültesi; ve Christopher Gaitry, SUNY Upstate Tıp Üniversitesi, Syracuse, NY.

Destek, Ulusal Sağlık Enstitülerinin NS061788, AG067635, AG061800, AG054719, AG063755, AG068024, AG10161, AG72975, AG15819, AG17917, AG46152 ve AG61356 hibelerinden geldi.

Alabama Birmingham Üniversitesi’nde Nörobilim bir bölümdür. Marnix ve Hersink Tıp Fakültesi.