كيف يمكن للعلم أن يسهم في إبطاء شيخوخة الدماغ ؟

قرأت مقالا بعنوان «Cleaning up the aging brain: Scientists restore brain›s trash disposal system» -الذي يمكن ترجمته إلى «تنظيف الدماغ المتقدم في العمر: العلماء يستعيدون نظام التخلص من النفايات في الدماغ» - نشره موقع «Sciencedaily» في 15/8/2024. تناول المقال دراسة رائدة نجح فيها العلماء في استعادة عملية التخلص من النفايات في أدمغة الفئران المسنة؛ ليفتح نافذة العلم وأبوابها أمام علاجات جديدة لأمراض تصيب الدماغ مثل الزهايمر وباركنسون «مرض الرعاش»، وتطرق المقال إلى إمكانية استعمال دواء معتمد لأغراض أخرى؛ فيتمكن العلم من إعادة إحياء وظيفة نظام التخلص ما أسمته الدراسة بـ«النفايات في الدماغ»، وهذا ما يمكن أن يساعد في منع -أو إبطاء- التدهور الإدراكي -المعرفي- المرتبط بتقدم العمر.

تسلّط الدراسة الضوء على أهمية النظام الجليمفاتيكي «glymphatic» ودوره في إزالة البروتينات السامة من الدماغ.

ألهمني المقال الذي أشرت إليه في مقدمة حديثي شغف البحث فيما يتعلق بالدماغ ومشكلاته الصحية وحلولها العلمية؛ إذ سبق أن تحدثت عن ترابطات بين نظام الدماغ الرقمي الخاص بالذكاء الاصطناعي والدماغ البشري، وهذا ما شجّع في خوض تجربة البحث في هذا الحقل العلمي الشيّق؛ إذ وجدت تسابق الدراسات العلمية في عرض حلول العلم في مواجهة مشكلة انحسار الدماغ وشيخوخته المرتبطة بتقدم الإنسان في العمر وضعف خلاياه بما فيها الخلايا العصبية التي يعتمد الدماغ عليها في عملياته التفكيرية والتحليلية. وفق منطق العلم وأبجدياته يمكن اعتبار الشيخوخة بأنها عملية طبيعية تؤثر على كل جزء من جسم الإنسان، بما في ذلك الدماغ، ومع تقدمنا في العمر، تتدهور الوظائف الإدراكية مثل الذاكرة والانتباه وسرعة المعالجة الموجودة في الدماغ؛ فيؤدي إلى حالات مثل مرض الزهايمر وأشكال أخرى من الخرف، ومع ذلك، تشير التطورات الحديثة في علم الأعصاب والمجالات ذات الصلة إلى أنه من الممكن إبطاء شيخوخة الدماغ والحفاظ على الحيوية الإدراكية بما فيها مرحلة الشيخوخة. نستكشف عبر هذا المقال الطرق المختلفة التي تسهم بها الأبحاث العلمية في تحقيق هذا الهدف، مدعومة بالدراسات والأدلة المنشورة من قبل بعض الباحثين.

فهم شيخوخة الدماغ

يخضع الدماغ المتقدم في العمر لعدة تغييرات هيكلية ووظيفية، بما في ذلك انكماش حجم الدماغ، وخاصة في القشرة الجبهية «Prefrontal Cortex» والحُصين «Hippocampus»، ويعتبر هذان الجزءان من الدماغ أساسين في الوظائف الإدراكية مثل اتخاذ القرارات والذاكرة والتعلّم. بالإضافة إلى ذلك، تقل قدرة الدماغ على إصلاح نفسه مع التقدم في العمر؛ فيؤدي إلى تلف الخلايا العصبية بصورة تراكمية بمرور الوقت، وتتفاقم هذه المشكلة بتراكم البروتينات العصبية السامة مثل الأميلويد بيتا «amyloid-beta» والتاو «tau» التي ترتبط بمرض الزهايمر حسب ما نشره عدد من الباحثين عام 2013م في «The Lancet Neurology» في ورقة علمية بعنوان «Tracking pathophysiological processes in Alzheimer’s diseases: an updated hypothetical model of dynamic biomarkers» الذي يمكن ترجمته بـ«تتبع العمليات الفيزيولوجية المرضية في مرض الزهايمر: نموذج افتراضي محدث للعلامات البيولوجية الديناميكية».

دور اللدونة العصبية “Neuroplasticity”

أبرز الاكتشافات الرئيسة في علم الأعصاب منذ العقود القليلة الماضية هو مصطلح «اللدونة العصبية» الذي يشير إلى قدرة الدماغ على إعادة تنظيم نفسه عبر تكوين اتصالات عصبية جديدة طوال فترة الحياة، وتسهم اللدونة العصبية في الحفاظ على الوظائف الإدراكية مع التقدم في العمر. أظهرت دراسة نشرها باحثان «Valenzuela & Sachdev» في عام 2006م في مجلة «Psychological Medicine» أن الانخراط في أنشطة محفزة فكريًا مثل تعلم مهارات أو لغات جديدة يمكن أن تعزز اللدونة العصبية ويؤخر مظاهر التدهور الدماغي؛ فعلى سبيل المثال، وجدت دراسة أن البالغين الأكبر سنًا الذين شاركوا بانتظام في ممارسات عقلية تتسم بالتحدي مثل الألغاز ومهام حل المشكلات كان لديهم وظيفة إدراكية وصحة دماغية أفضل مقارنةً بأولئك الذين لم ينخرطوا في مثل هذه الممارسات العقلية، ونُشرت هذه الدراسة عام 2021م في مجلة «National Library of Medicine».

علاقة النظام الغذائي بصحة الدماغ

يعتبر النظام الغذائي عاملا مهما في الحفاظ على صحة الدماغ وإبطاء الشيخوخة والوظائف الإدراكية، ويعتبر النظام الغذائي المكتمل مرتبط بسلامة الدماغ؛ حيث ينبغي أن يكون هذا النظام الغذائي غنيا بالفواكه والخضروات والحبوب الكاملة والدهون الصحية؛ فخرجت العديد من الدراسات على نطاق واسع تبحث في هذا الصنف الغذائي التي أكدت قدراته الواقية للخلايا العصبية في الدماغ. وجدت دراسة نُشرت في مجلة «Arch Neurol»عام 2006م أن الالتزام بمثل هذا النظام الغذائي مرتبط بانخفاض خطر الإصابة بمرض الزهايمر وبطء التدهور الإدراكي لدى البالغين الأكبر سنًا، ويمكن لهذا النظام الغذائي دعم الدماغ بمضادات الأكسدة مثل الفلافونويدات والأحماض الدهنية أوميغا-3؛ فيساعد في حماية الدماغ من الإجهاد التأكسدي والالتهاب اللذين يعتبران من المسببات الرئيسة لسرعة ظهور الشيخوخة والتنكس العصبي.

التمرين البدني وعلاقته بالوظائف الإدراكية

ثمّة علاقة إيجابية بين التمرين البدني المنتظم وصحة الدماغ؛ فمثلا يرتبط التمرين الهوائي -على وجه الخصوص- بتحسين الوظائف الإدراكية وزيادة حجم الدماغ لدى البالغين الأكبر سنًا؛ حيث أوضحت دراسة بارزة نشرها في عام 2011م مجموعة من الباحثين في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America»

إن التمرين الهوائي المنتظم مثل المشي يمكن أن يزيد من حجم الحُصين في الدماغ؛ فيساهم في تحسين قدرات الذاكرة والوظيفة الإدراكية في الدماغ، بالإضافة إلى ذلك يساعد هذا النوع من التمرين إطلاق عامل التغذية العصبية المشتق من الدماغ «BDNF» وهو بروتين يدعم نمو الخلايا العصبية ويطيل بقاءها، ويعزز اللدونة المشبكية وفقَ ما أشارت إليه دراسة نُشرت في «Trends in Neurosciences» عام 2011م، وتشير هذه النتائج إلى أن النشاط البدني المنتظم هو أداة قوية لإبطاء شيخوخة الدماغ والحفاظ على القدرات التفكيرية.

النوم وشيخوخة الدماغ

بشكل لا يقبل النقاش يعد النوم ضروريًا لصحة الدماغ إلا أن اضطرابات النوم شائعة مع تقدم الناس في العمر، ولهذا رُبطت بعض الحالات المرتبطة بجودة النوم واضطراباته مثل انقطاع النفس النومي «Sleep Apnea» بزيادة خطر تدهور وظائف الدماغ الإدراكية والذاكرة؛ فيسهم النوم في قدرة الدماغ على إزالة النفايات السامة العصبية، مثل الأميلويد بيتا «amyloid-beta» التي تتراكم أثناء فترة اليقظة. أبرزت دراسة نُشرت في «Science» عام 2013م أهمية نظام الغليمفاوي «glymphatic system» في دوره بإزالة النفايات السامة في الدماغ، ويرتفع نشاط هذا النظام ومفعوله فترة ساعات النوم، ويسهم أيضا في منع تراكم البروتينات الضارة داخل الدماغ، وهذا ما يؤكد على أهمية الحصول على نوم كافٍ للحفاظ على صحة الدماغ وإبطاء عملية الشيخوخة الدماغية.

تأثير التفاعل الاجتماعي

كذلك يعد التفاعل الاجتماعي والحفاظ على علاقات اجتماعية قوية أحد العوامل المهمة التي تسهم في صحة الدماغ وإبطاء شيخوخته. أظهرت الأبحاث أن العزلة الاجتماعية والشعور بالوحدة يمكن أن تؤثر سلبًا على الصحة الدماغية لكبار السن نظرًا للاستعداد المسبق من الدماغ المتحفّز لعوامل الشيخوخة مثل ما أظهرته دراسة بعنوان «العلاقات الاجتماعية ومخاطر الوفاة: مراجعة تحليلية شاملة» « Social Relationships and Mortality Risk: A Meta-analytic Review» أجراها مجموعة من الباحثين عام 2010م -نُشرت في « Public Library of Science Medicine»- أن الأفراد الذين لديهم شبكات اجتماعية قوية كانوا أكثر قدرة بنسبة تصل إلى 50% للعيش لفترة أطول من أولئك الذين كانت علاقاتهم الاجتماعية أضعف، وعلاوة على ذلك، يحفّز التفاعل الاجتماعي العمليات الإدراكية، ويساعد على تقليل التوتر، ويمكن أن يسهم في توليد الخلايا العصبية الجديدة في دماغ الإنسان البالغ، ولهذا يمكن اعتبار الانتظام على النشاط الاجتماعي بمثابة استراتيجية رئيسة للحفاظ على الوظائف المنوطة بالدماغ خصوصا مع التقدم في العمر.

دور التدريب الإدراكي

ينطوي التدريب الإدراكي الذي يشار إليه عادة بـ«تدريب الدماغ» على أنشطة مصممة لتحسين مهارات إدراكية محددة مثل الذاكرة والانتباه وحل المشكلات، وثمّة أدلة كثيرة تثبت أن التدريب الإدراكي المستهدف يمكن أن يساعد في إبطاء التدهور الإدراكي لدى كبار السن؛ إذ وجدت دراسة -تعتمد على تجارب عشوائية على التدريب الإدراكي- نشرتها مجلة « Journal of the American Geriatrics Society» عام 2014م أن المشاركين الذين خضعوا للتدريب الإدراكي أظهروا تحسينات في الوظائف الإدراكية الدماغية استمرت حتى عشر سنوات بعد التدريب، و تشير هذه النتائج إلى أن التدريب الإدراكي يمكن أن يكون وسيلةً فعّالة لتعزيز مرونة الدماغ وتأخير بداية الضمور الإدراكي المرتبط بتقدم العمر.

التقنيات الحديثة وتفاعلها في صحة الدماغ

تفتح التقدمات التقنية الحديثة إمكانيات جديدة للحفاظ على صحة الدماغ وإبطاء الشيخوخة الإدراكية؛ فعلى سبيل المثال، يمكن لما يُعرف بالتغذية الراجعة العصبية «neurofeedback» -وهي نوع من التغذية الراجعة البيولوجية «biofeedback» التي تُستعمل في مراقبة النشاط الدماغي في الوقت الحقيقي- أن تحسّن الوظائف الإدراكية لدى كبار السن؛ حيث أشارت دراسة نُشرت في « International Journal of Psychophysiology»عام 2013م أن كبار السن الذين خضعوا لتدريب التغذية الراجعة العصبية أظهروا تحسينات في الذاكرة والانتباه، وكذلك استكشفت تقنيات التحفيز الدماغي غير الغازية مثل التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة الذي يُعرف علميا بـ « transcranial magnetic stimulation »، والتحفيز الكهربائي المباشر عبر الجمجمة «transcranial direct current stimulation» لتعمل بمثابة تدخلات محتملة لتعزيز الوظيفة الإدراكية وإبطاء شيخوخة الدماغ وفقَ ما جاء في بحث نشره باحثون عام 2015م في المجلة المحكّمة «cortex» التابعة لمجموعة «ScienceDirect».

التفاعلات الدوائية وتداخلاتها

في حين -كما رأينا في الفقرات السابقة- وجود التفاعل الإيجابي الذي يرتبط بعدة عوامل مع ديناميكية الدماغ وصحته التي تتعلق بأنماط الحياة مثل النظام الغذائي والتمارين والتدريب الإدراكي ودورها البارز في إبطاء شيخوخة الدماغ؛ فكذلك ثمّة أبحاث جارية تشير إلى تفاعلات خارجية أخرى تتعلق بالتدخلات الدوائية وتفاعلاتها مع الدماغ التي يمكن أيضا أن تساهم في حماية الدماغ من التدهور الإدراكي المرتبط بتقدم العمر والشيخوخة؛ فركزت بعض الدراسات على قدرات ما يُعرف ب «المواد الذكية أو المنشطات الذهنيّة «nootropics»، وهي مواد تعمل على تعزيز الوظائف الإدراكية للدماغ مثل تحسين أداء الذاكرة، والتركيز، والإبداع، وكذلك يمكن استعمالها في نطاق تعزيز الأداء الذهني للأفراد الأصحاء أو في علاج بعض الاضطرابات النفسية والعصبية، وفي هذا النوع من الأدوية، تشير الأبحاث إلى دواء «دونيبيزيل» «Donepezil» الذي يُستعمل بشكل شائع لعلاج مرض الزهايمر، ومع ذلك يمكن أن تمتد استعمالاته لتشمل تحسين الوظائف الإدراكية لدى كبار السن، وبشكل نسبي محدود يمكن أن نحصل على هذه المنشطات الذهنية بشكل طبيعي في القهوة مثلا كما تُشير إلى ذلك الكاتبة « Barbara Brody» في موقع «webmd.com».

مستقبل أبحاث صحة الدماغ

مع استمرار تطور فهمنا للدماغ وما يصاحبه من تحديات ترافق تقدمه في العمر، كذلك تزداد الفرص لتطوير استراتيجيات جديدة لإبطاء التدهور الإدراكي والحفاظ على صحة الدماغ؛ فمثلا تساعد التقدمات العلمية في علم الجينومات «genomics» في تحديد العوامل الوراثية التي تساهم في شيخوخة الدماغ وتسريعها، والتي يمكن أن تؤدي إلى تفاعلات مخصصة تتناسب مع الثغرات الجينية وملفاتها للفرد. بالإضافة إلى ذلك -كما يُشير الباحثان « Mosher, K. I., Wyss-Coray, T.» في بحث نشراه بعنوان « خلل الخلايا الدبقية الصغيرة في شيخوخة الدماغ ومرض الزهايمر» «Microglial dysfunction in brain aging and Alzheimer›s disease» عام 2014م في « Biochemical Pharmacology»- يكشف حقل علم التخلق «epigenetics»- علم معني بدراسة التغيرات الوظيفية التي تحدث في الجينوم دون تغيير في تسلسل الحمض النووي نفسه، والتي يمكن أن تؤثر على نمط الجينات وتعبيراته، وتُنقل من جيل إلى جيل- عن كيفية تأثير العوامل البيئية مثل النظام الغذائي والتوتر على المستوى الجيني، وإمكانياته المحتملة في إبطاء آثار الشيخوخة على الدماغ.

في خضّم هذه المعتركات العلمية الباحثة عن حلول لمشكلاتنا في الحياة التي يأتي الدماغ أحدها، لا يمكن أن نغفل عن دور الذكاء الاصطناعي في قدرته على التنبؤ بالتدهور الإدراكي وتخفيف آثاره؛ فتشهد تطويرات خوارزميات الذكاء الاصطناعي زحفا إلى جميع قطاعات حياتنا منها قدرتها على تحليل مجموعات بيانات كبيرة من التصوير الدماغي والمعلومات الجينية التي تهدف بواسطتها إلى تحديد المؤشرات الحيوية المبكرة للتدهور الإدراكي وإنشاء خطط شخصية للأفراد بدءًا بالنظام الغذائي والرياضي والاجتماعي والتدريب الدماغي وانتهاءً بالنظام الدوائي الوقائي؛ حيث تؤكد المؤشرات العلمية الخاصة بمسار أبحاث الذكاء الاصطناعي وجود رؤية علمية مبشّرة لمستقبل صحة الدماغ.

د. معمر بن علي التوبي أكاديمي وباحث عُماني

المصدر: لجريدة عمان