24 сентября 2021 года и обновлен 7 марта 2022 года.
Исследователи постоянно собирают важные сведения о воздействии COVID-19 на организм и мозг. Спустя два года после начала пандемии эти данные вызывают опасения по поводу долгосрочного воздействия коронавируса на биологические процессы, такие как старение.
Как когнитивный нейробиолог, в своих прошлых исследованиях я сосредоточился на понимании того, как нормальные изменения мозга, связанные со старением, влияют на способность людей мыслить и двигаться — особенно в среднем возрасте и позже.
Но по мере того как появлялись данные о том, что COVID-19 может влиять на организм и мозг в течение нескольких месяцев после заражения, моя исследовательская группа переключила внимание на то, чтобы лучше понять, как это заболевание может повлиять на естественный процесс старения. В значительной степени это было продиктовано новыми убедительными результатами работы, проведенной в Великобритании и изучающей влияние COVID-19 на человеческий мозг.
Взгляд на реакцию мозга на COVID-19
В большом исследовании, опубликованном в журнале Nature 7 марта 2022 года, группа ученых из Великобритании изучила изменения в мозге людей в возрасте от 51 до 81 года, переживших COVID-19. Эта работа дает новые важные сведения о влиянии COVID-19 на мозг человека.
В ходе исследования ученые опирались на базу данных под названием UK Biobank, которая содержит данные о визуализации мозга более 45 000 человек в Великобритании, начиная с 2014 года. Это означает, что исходные данные и снимки мозга всех этих людей были получены еще до пандемии.
Исследовательская группа сравнила людей, перенесших COVID-19, с теми, кто его не перенес, тщательно подобрав группы по возрасту, полу, дате проведения базового теста и месту проведения исследования, а также по общим факторам риска развития заболевания, таким как показатели здоровья и социально-экономический статус.
Команда обнаружила заметные различия в сером веществе — нейронах, обрабатывающих информацию в мозге, — между теми, кто был инфицирован COVID-19, и теми, кто не был инфицирован. В частности, толщина серого вещества в областях мозга, известных как лобные и височные доли, была уменьшена в группе, зараженной COVID-19, что отличалось от типичной картины, наблюдаемой у людей, которые не были инфицированы COVID-19.
Для населения в целом нормальным является некоторое изменение объема или толщины серого вещества с возрастом. Но у тех, кто был инфицирован COVID-19, изменения были более значительными, чем обычно.
Интересно, что когда исследователи отделили людей, у которых болезнь протекала достаточно тяжело, чтобы потребовалась госпитализация, результаты оказались такими же, как и у тех, кто перенес более легкую форму COVID-19. То есть у людей, инфицированных COVID-19, наблюдалась потеря объема мозга даже в тех случаях, когда заболевание не было настолько тяжелым, чтобы потребовать госпитализации.
Наконец, исследователи также изучили изменения в производительности при выполнении когнитивных задач и обнаружили, что те, кто заразился COVID-19, медленнее обрабатывали информацию, чем те, кто не заразился. Эта способность к обработке информации коррелировала с объемом области мозга, известной как мозжечок, что указывает на связь между объемом мозговой ткани и когнитивными показателями у людей с COVID-19.
Это исследование особенно ценно и познавательно благодаря большому объему выборки до и после болезни у одних и тех же людей, а также тщательному сопоставлению с людьми, которые не болели COVID-19.
Что означают эти изменения в объеме мозга?
В начале пандемии одним из наиболее распространенных сообщений от людей, зараженных COVID-19, была потеря вкуса и обоняния.
Поразительно, но области мозга, на которые, как выяснили британские исследователи, влияет COVID-19, связаны с обонятельной луковицей — структурой в передней части мозга, которая передает сигналы о запахах от носа к другим областям мозга. Обонятельная луковица связана с областями височной доли. Исследователи часто говорят о височной доле в контексте старения и болезни Альцгеймера, поскольку именно в ней расположен гиппокамп. Гиппокамп, вероятно, играет ключевую роль в старении, учитывая его участие в памяти и когнитивных процессах.
Обоняние также важно для исследований болезни Альцгеймера, поскольку, по некоторым данным, у людей, подверженных риску развития этого заболевания, снижено обоняние. Хотя пока рано делать какие-либо выводы о долгосрочных последствиях воздействия COVID на обоняние, изучение возможных связей между изменениями в мозге, связанными с COVID-19, и памятью представляет большой интерес — особенно с учетом задействованных регионов и их важности для памяти и болезни Альцгеймера.
Исследование также указывает на потенциально важную роль мозжечка — области мозга, участвующей в когнитивных и моторных процессах; важно, что она также подвержена влиянию старения. Кроме того, появляется новое направление работы, указывающее на связь мозжечка с болезнью Альцгеймера.
Взгляд в будущее
Эти новые данные заставляют задуматься над важными вопросами, на которые пока нет ответов: Что означают эти изменения в мозге после COVID-19 для процесса и темпов старения? Кроме того, восстанавливается ли мозг после вирусной инфекции с течением времени и в какой степени?
Это активные и открытые области исследований, которыми мы начинаем заниматься в моей лаборатории в сочетании с нашей текущей работой по изучению старения мозга.
Работа нашей лаборатории показывает, что с возрастом мозг думает и обрабатывает информацию по-другому. Кроме того, мы наблюдаем изменения, происходящие с течением времени в том, как двигаются тела людей и как они осваивают новые двигательные навыки. Несколько десятилетий работы показали, что пожилым людям сложнее обрабатывать информацию и манипулировать ею — например, обновлять мысленно список продуктов, — но они, как правило, сохраняют свои знания фактов и словарный запас. Что касается двигательных навыков, то мы знаем, что пожилые люди все еще учатся, но делают это медленнее, чем молодые.
Что касается структуры мозга, то у людей старше 65 лет мы обычно наблюдаем уменьшение его размеров. Это уменьшение происходит не только в одной области. Различия видны во многих областях мозга. Также обычно увеличивается количество спинномозговой жидкости, которая заполняет пространство из-за потери мозговой ткани. Кроме того, белое вещество, изолирующее аксоны — длинные провода, по которым передаются электрические импульсы между нервными клетками, — также менее целостно у пожилых людей.
За последние десятилетия продолжительность жизни увеличилась. Цель состоит в том, чтобы все жили долго и здорово, но даже при самом благоприятном сценарии, когда человек стареет без болезней и инвалидности, пожилой возраст приводит к изменениям в том, как мы думаем и двигаемся.
Изучение того, как все эти кусочки головоломки сочетаются друг с другом, поможет нам разгадать тайны старения, чтобы мы могли улучшить качество жизни и функциональность стареющих людей. А теперь, в контексте COVID-19, это поможет нам понять, в какой степени мозг может восстанавливаться после болезни.
Это обновленная версия статьи, первоначально опубликованной 24 сентября 2021 года.
Автор — Джессика Бернард, доцент Техасского университета A&M.
