Чтобы направлять нас в пространстве целенаправленно, человеческий мозг должен обрабатывать поток информации, начиная от визуальных стимулов и заканчивая сигналами, предоставляемыми мышечной системой и нашим чувством равновесия. Таким образом, пространственная ориентация и навигация являются одними из самых сложных способностей человеческого разума. Однако эти навыки часто ухудшаются по мере взросления, что может серьезно подорвать независимость и качество жизни.
«Когда вы перемещаетесь в незнакомой среде, совершенно нормально заблудиться. Тем не менее, это, как правило, случается чаще с пожилыми людьми.
Пока мы очень мало знаем о нейронных механизмах, лежащих в основе этих проблем с навигацией», — говорит Маттиас Штангл. , исследователь Магдебургского сайта DZNE и первый автор данной публикации. «У нас была гипотеза о том, что могут быть замешаны так называемые ячейки сетки. Основная часть навигационной обработки выполняется этими ячейками. Это специализированные нейроны, расположенные в энторинальной коре головного мозга. Поэтому мы предположили, что нарушение функции ячеек сетки может быть причиной проблем с навигацией ".
В виртуальной реальности и в реальном пространствеЧтобы проверить это предположение, Штангл и его коллеги провели эксперименты с 41 здоровым молодым и пожилым человеком, которые были разделены на две группы: группа «молодых людей» состояла из 20 участников в возрасте от 19 до 30 лет, тогда как группа «пожилых людей» "составили 21 человек в возрасте от 63 до 81 года. Обе группы включали мужчин и женщин.
Один из экспериментов сочетал в себе функциональную визуализацию мозга (фМРТ) и виртуальную реальность: участники должны были перемещаться по компьютерным декорациям, в то время как их мозговая активность отслеживалась. Во втором эксперименте проверялась возможность «интеграции путей». В этой настройке участники двигались по заранее заданным изогнутым траекториям.
На промежуточных остановках они должны были оценить свое расстояние и ориентацию относительно начальной точки, но не могли увидеть или точно определить ее местоположение. Поскольку этот тест проводился в двух вариантах, он проходил как в реальном пространстве, так и в виртуальной среде.Нестабильность в схемах стрельбы«Учитывая все обстоятельства, молодые участники лучше справлялись с навигацией, что согласуется с предыдущими исследованиями.
Однако мы обнаружили связь между снижением навигационных характеристик и дефицитом активности ячеек сетки», — говорит профессор Томас Вольберс, старший научный сотрудник и научный руководитель DZNE. текущего исследования. «Ячейки решетки срабатывали по-разному при сравнении молодых и старых взрослых. В частности, схемы возбуждения были менее стабильными с течением времени у пожилых людей, что указывает на то, что эти мозговые цепи нарушены в пожилом возрасте.
Это может быть причиной того, почему многие пожилые люди, как правило, имеют проблемы с пространственной навигацией ".Вулберс добавляет: «Сеточные клетки играют центральную роль не только в навигации, но и в других когнитивных функциях. Таким образом, наши результаты могут указывать на ключевой механизм, лежащий в основе когнитивных дефицитов в пожилом возрасте.
Это не только дает представление о нейрофизиологических изменениях, связанных со старением. Это также может помочь в разработке методов лечения когнитивного снижения, связанного с возрастом ».Ранний признак деменции?Хотя ослабление навигационных навыков может происходить у здоровых взрослых, такое снижение также считается одним из самых ранних симптомов болезни Альцгеймера. «Оценка навигационных характеристик и функции ячеек сетки могла бы облегчить раннюю диагностику болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных расстройств», — говорит Вольберс. "С этой целью необходимо разработать диагностические методы, позволяющие различать возрастное снижение навигационных способностей и ухудшение, вызванное болезнью.
Это может быть сложной задачей. Однако наши выводы закладывают основу для будущих исследований таких темы ".