Średnia długość ludzkiego życia wzrasta z roku na rok. Z tego też powodu problemy związane z podeszłym wiekiem stają się coraz powszechniejsze, a potrzeba przeciwdziałania im staje się coraz istotniejsza. Jedną z dolegliwości charakterystycznych dla zaawansowanego wieku jest osłabienie pamięci i zdolności do uczenia się nowych rzeczy. Wydaje się, że jest to związane z nasilonym obumieraniem komórek nerwowych, jednak hipoteza ta nie jest całkowicie słuszna.
Naukowcy z University of Leicester skupili się na analizie stężenia wapnia oraz działania synaps w obrębie hipokampa, struktury związanej z nabywaniem nowych umiejętności i wiedzy. Wiedzieli, że większość badań koncentruje się na funkcjonowaniu neuronów postsynaptycznych. Dzieje się tak dlatego, że pomiar stężenia wapnia w obrębie neuronów presynaptycznych jest bardzo trudny. Badacze z Leicester opracowali modyfikację genetyczną myszy, która pozwoliła na ekspresję fluorescencyjnego białka w obrębie presynaptycznej części neuronów hipokampa. Dzięki tej cząsteczce mogli monitorować poziom wapnia.
Do badań wykorzystano zwierzęta w wieku 6, 12, 18 i 24 miesięcy, aby móc zaobserwować zmiany zachodzące w obszarze zdolności poznawczych w okresie całego życia. Zastosowanie labiryntów i testów rozpoznawania obiektów pozwoliło stwierdzić istnienie wyraźnej korelacji między poziomem wapnia w presynaptycznym obszarze neuronów a zdolnościami poznawczymi: stężenie tego minerału było wyraźnie większe u starszych zwierząt, podobnie jak osłabienie funkcji kognitywnych. Efekt ten spowodowany był przez osłabienie u bardziej wiekowych zwierząt procesów utrzymujących homeostazę, co doprowadziło do gromadzenia się wapnia w obszarach presynaptycznych.
Wydawało się więc, że podwyższony poziom wapnia w presynaptycznej części neuronów prowadzi do osłabienia zdolności poznawczych. Aby rozstrzygnąć czy hipoteza ta jest prawdziwa, naukowcy przeprowadzili eksperyment – podnieśli stężenie tego minerały w mózgach młodych myszy. Wyniki testów sprawdzających funkcje kognitywne wykazały, że mózgi tych zwierząt działały tak, jakby należały do dużo starszych osobników. Największe zainteresowanie wzbudziło jednak inne doświadczenie – gdy naukowcy obniżyli poziom wapnia u wiekowych myszy, ich synapsy zaczęły funkcjonować tak, jak u młodych zwierząt.
Wyniki otrzymane przez zespół z Leicester mogą wpłynąć na strategie terapeutyczne wykorzystywane do wsparcia zdolności poznawczych u osób starszych. Jednak zanim to nastąpi, niezbędne są dalsze badania, które pozwolą głębiej zrozumieć ten temat.
