Îmbătrânirea creierului nu are loc uniform, iar diferenţele dintre regiuni sunt influenţate de factori genetici multipli, potrivit unui nou studiu care oferă prima hartă detaliată a acestui proces.
Un studiu publicat în revista GeroScience de cercetători de la University of Southern California analizează modul în care factorii genetici contribuie la îmbătrânirea diferitelor regiuni ale creierului.
Spre deosebire de abordările anterioare, care evaluau creierul printr-un singur scor de „vârstă cerebrală” estimat prin imagistică prin rezonanţă magnetică (RMN), recenta cercetare a analizat în detaliu cum îmbătrâneşte fiecare regiune a creierului separat.
„Vârsta cerebrală” reprezintă cât de „îmbătrânit” apare creierul pe imagini RMN comparativ cu vârsta reală, iar o diferenţă mai mare poate indica un risc crescut de declin cognitiv.
Cercetătorii au analizat scanări RMN de la 41.708 adulţi incluşi în UK Biobank, o bază de date de sănătate din Marea Britanie, şi au împărţit creierul în 148 de regiuni distincte. Pentru fiecare regiune au măsurat separat dacă îmbătrânirea este mai rapidă sau mai lentă decât normal.
Ulterior, cercetătorii au analizat ADN-ul participanţilor, testând peste 600.000 de variante genetice, pentru a identifica legăturile dintre aceste variante şi îmbătrânirea excesivă a anumitor zone din creier. Rezultatul a fost identificarea a 1.212 asocieri genetice semnificative, care descriu în detaliu unde şi cum îmbătrâneşte creierul.
Datele arată că diferitele regiuni ale creierului îmbătrânesc în ritmuri diferite, iar aceste diferenţe nu sunt întâmplătoare, ci sunt influenţate de grupuri de factori genetici distribuiţi.
Studiul evidenţiază o arhitectură poligenică, respectiv implicarea mai multor gene, ale căror caracteristici diferă de la o regiune la alta. Această abordare ajută la înţelegerea motivului pentru care anumite zone sunt mai vulnerabile la boli neurodegenerative.
Hărţi ale suprafeţei corticale a creierului care arată cum anumite variante genetice influenţează îmbătrânirea diferitelor zone cerebrale. Zonele marcate cu roşu indică regiuni unde aceste variaţii sunt asociate cu o îmbătrânire mai accentuată, iar cele în albastru indică regiuni unde efectul este invers. Sursa: GeroScience
Analiza a identificat atât variante genetice asociate cu îmbătrânirea accelerată, cât şi variante cu efect protector.
O genă, KCNK2, implicată în reglarea canalelor de potasiu care susţin semnalizarea electrică între neuroni, a fost asociată cu îmbătrânirea avansată în regiuni ale creierului afectate frecvent în boala Alzheimer.
În schimb, variaţii ale genei NUAK1, care contribuie la menţinerea structurii celulelor nervoase, au fost asociate cu un aspect mai „tânăr” al creierului în zone extinse ale cortexului.
Un rezultat important al studiului este faptul că regiunile care prezintă cele mai mari grade de îmbătrânire accelerată sunt şi cele mai afectate în boala Alzheimer şi în demenţa frontotemporală.
Acest rezultat ajută la înţelegerea motivului pentru care unele zone ale creierului sunt afectate mai mult decât altele
Analiza nu ar fi fost posibilă fără utilizarea inteligenţei artificiale (AI).
Fiecare scanare RMN este o imagine tridimensională complexă, iar cercetătorii au dezvoltat o reţea neuronală tridimensională capabilă să identifice tiparele subtile de îmbătrânire în toate regiunile creierului simultan. Sistemul a fost antrenat să recunoască semnăturile structurale asociate vârstei, ceea ce a permis realizarea analizei genetice.
Autorii subliniază că aceste rezultate au, în prezent, valoare în principal pentru cercetare şi nu reprezintă un instrument de diagnostic clinic. Studiul deschide însă direcţii pentru cercetări viitoare privind identificarea persoanelor cu risc de demenţă şi dezvoltarea unor intervenţii ţintite pe termen lung.
