التعلم المرتبط بالعمر وضعف الذاكرة العاملة في قرد القشة المشتركة الجزء الأول

الشيخوخة هي عامل الخطر الأكبر لتطور الأمراض التنكسية العصبية، ومع ذلك ما زلنا لا نفهم كيف تؤدي عملية الشيخوخة إلى الضعف المرضي.

الشيخوخة هي عملية حتمية في حياة الإنسان. مع تقدم العمر، تتراجع تدريجيا أجهزة الجسم المختلفة، بما في ذلك الذاكرة. ومع ذلك، فإن نمط الحياة الصحيح وعادات الأكل الصحية يمكن أن تبطئ عملية الشيخوخة وتحافظ على ذاكرة جيدة.

تظهر الأبحاث أن الحفاظ على موقف إيجابي تجاه الحياة وموقف متفائل مهم جدًا للحفاظ على الذاكرة. قد تؤدي المشاعر السلبية أو نمط الحياة المجهد إلى فقدان الذاكرة والتدهور المعرفي. لذلك، فإن الحفاظ على عقلية إيجابية ومتوازنة، وتعلم الموازنة بين العمل والحياة، وممارسة التمارين الرياضية بانتظام والراحة هي أيضًا مفاتيح للحفاظ على الصحة والذاكرة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن للتفاعلات الشخصية والأنشطة الاجتماعية المناسبة أن تساعد أيضًا في الحفاظ على الذاكرة. يمكن أن يؤدي الحفاظ على التواصل الجيد مع العائلة والأصدقاء والزملاء إلى تعزيز الطاقة العقلية ومهارات التفكير والمساعدة في منع التدهور المعرفي. إن تكوين صداقات جديدة في المناسبات الاجتماعية أو العمل التطوعي يمكن أن يحفز العقل ويعزز العقلية والذاكرة الإيجابية.

كما أن النظام الغذائي مهم جدًا في الحفاظ على الذاكرة. يمكن للفيتامينات والمعادن والبروتينات الكافية أن تعزز وظائف المخ: على سبيل المثال، الأطعمة الغنية بالفولات، مثل الخضروات الداكنة وكبد الدجاج، مثالية للحفاظ على الذاكرة. إن تناول المزيد من الأسماك والأطعمة الغنية بأحماض أوميغا{0}} الدهنية، مثل المكسرات والزيتون وزيت بذور الكتان، يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تحسين المهارات الإدراكية والتفكيرية.

باختصار، الشيخوخة أمر لا مفر منه، ولكن يمكننا تأخير عملية الشيخوخة والحفاظ بشكل فعال على ذاكرة جيدة من خلال نمط الحياة والعادات الغذائية الصحيحة. لذلك، ما زلنا بحاجة إلى مواجهة الشيخوخة بنشاط، والحفاظ على عقلية متوازنة، والحفاظ على الذاكرة بنمط حياة صحي، والاستمتاع بطعم الحياة في الشيخوخة. يمكن ملاحظة أننا بحاجة إلى تحسين الذاكرة، ويمكن لـ Cistanche deserticola أن يحسن الذاكرة بشكل كبير لأن Cistanche deserticola هي مادة طبية صينية تقليدية لها العديد من التأثيرات الفريدة، أحدها هو تحسين الذاكرة. تأتي فعالية اللحم المفروم من المكونات النشطة المختلفة التي يحتوي عليها، بما في ذلك الأحماض والسكريات والفلافونويد وغيرها. ويمكن لهذه المكونات تعزيز صحة الدماغ بطرق مختلفة.

انقر فوق تعرف على 10 طرق لتحسين الذاكرة

وقد اعتمد مجتمع البحث بشكل كبير على نماذج الفئران، ولكن الاختلافات التشريحية والفسيولوجية والمعرفية الكبيرة بين الفئران والبشر تحد من أهميتها متعدية.

وفي نهاية المطاف، تتطلب هذه الحواجز تطوير نماذج جديدة للشيخوخة. باعتباره حيوانًا رئيسيًا غير بشري (NHP)، يشترك حيوان القش الشائع (Callithrix jacchus) في العديد من الميزات المشتركة مع البشر ومع ذلك فهو يتمتع بعمر أقصر بكثير (10 سنوات) من الرئيسيات الأخرى، مما يجعله مناسبًا بشكل مثالي للدراسات الطولية للشيخوخة. كان هدفنا هو تقييم marmoset كنموذج للضعف الإدراكي المرتبط بالعمر.

وللقيام بذلك، استخدمنا مهمة التعرف المتأخر (DRST) لوصف التغيرات المرتبطة بالعمر في سعة الذاكرة العاملة في مجموعة مكونة من ستة عشر قرد قرد، من كلا الجنسين، تتفاوت في العمر من الشباب إلى كبار السن.

أجرت هذه القرود آلاف التجارب على مدى فترات تصل إلى 50% من عمرها البالغ. على حد علمنا، يمثل هذا التنميط المعرفي الأكثر شمولاً لأي دراسة عن شيخوخة قرد القشة.

من خلال تحليل منحنيات التعلم الفردية، وجدنا أن الحيوانات المسنة أظهرت تأخر بداية التعلم، وتباطؤ معدل التعلم بعد البداية، وانخفاض أداء الذاكرة العاملة المقاربة.

لا يتم حساب هذه النتائج من خلال الإعاقات المرتبطة بالعمر في سرعة الحركة والتحفيز. هذا العمل يثبت بقوة أن قرد القشة نموذج للضعف الإدراكي المرتبط بالعمر.

الكلمات الدالة:

شيخوخة؛ معرفة؛ تعلُّم؛ القشة قرد أميركي؛ الرئيسيات. الذاكرة العاملة.

بيان الأهمية

يعد فهم عملية الشيخوخة الطبيعية أمرًا أساسيًا لتحديد علاجات الأمراض التنكسية العصبية التي تمثل الشيخوخة أكبر عامل خطر لها. تاريخيًا، اعتمد مجال الشيخوخة على نماذج حيوانية تختلف بشكل ملحوظ عن البشر، مما يحد من قابلية الترجمة.

هنا، قمنا بتأسيس حيوان رئيسي غير بشري قصير العمر (NHP)، وهو قرد القشة الشائع، كنموذج رئيسي للضعف الإدراكي المرتبط بالعمر. لقد أثبتنا، من خلال الاختبار المستمر على جزء كبير من عمر قرد القشة البالغ، أن الشيخوخة ترتبط بكل من ضعف التعلم وقدرة الذاكرة العاملة، غير المحسوبة بالتغيرات المرتبطة بالعمر في سرعة الحركة والتحفيز.

يكشف توصيف مسارات الشيخوخة المعرفية الفردية عن عدم التجانس المتأصل، مما قد يؤدي إلى تحديد مبكر لبداية الضعف، وجداول زمنية ممتدة تكون خلالها العلاجات فعالة.

مقدمة

تم توثيق الضعف الإدراكي المرتبط بالعمر جيدًا في القوارض والرئيسيات غير البشرية (NHPs) والبشر عبر مجالات متعددة بما في ذلك الاهتمام والوظيفة التنفيذية والذاكرة العاملة (Glisky، 2007).

ومن بين هذه، تكون الذاكرة العاملة معرضة بشكل خاص لعملية الشيخوخة مع ضعف واضح في وقت مبكر (Belleville et al., 1998; Voytko and Tinkler, 2004; Gazzaley et al.,2005; Cappell et al., 2010; Klencklen et al., 2017). ).

تعتمد الذاكرة العاملة السليمة على القشرة الجبهية الظهرية الوحشية (dlPFC) والحصين، وهما المنطقتان الدماغيتان اللتان تخضعان لأقدم التغيرات المورفولوجية والوظيفية مع تقدم العمر وفي مرض الزهايمر (روسينك وآخرون، 2003؛ موريسون وباكستر، 2012؛ كومار وآخرون، 2017).

تعتبر الأنظمة النموذجية ذات الصلة بالترجمة ضرورية لفهم هذه التغيرات العصبية والبيولوجية والمعرفية مع تقدم العمر عند البشر. في حين أن نماذج الفئران مهمة، فإن أهميتها الترجمية محدودة بسبب الاختلافات الكبيرة مع التشريح العصبي البشري وعلم وظائف الأعضاء والإدراك (Preuss، 1995؛ IzpisuaBelmonte et al.، 2015).

تتشابه NHPs مع البشر في كل من هذه المجالات وترتبط ارتباطًا وثيقًا من الناحية الوراثية بالبشر.

الأهم من ذلك، على عكس القوارض، تمتلك NHPs dlPFC محددة بوضوح، مما يجعلها نماذج مثالية للتحقيق في الوظائف المعرفية المعتمدة على الفص الجبهي، بما في ذلك الذاكرة العاملة (Wise، 2008). كما أنهم يظهرون أيضًا تدهورًا إدراكيًا مرتبطًا بالعمر والذي يضاهي بشكل وثيق التدهور المعرفي لدى البشر (Upright and Baxter، 2021).

قامت عدة مجموعات بالتحقيق في تأثيرات العمر على أداء الذاكرة العاملة لدى قرود المكاك، وتوصلت إلى استنتاجات متضاربة.

يُظهر البعض أن قرود المكاك المسنة تتطلب خبرة أكبر من القرود الصغيرة للوصول إلى معيار التعلم في مهمة عدم المطابقة المتأخرة للعينة (DNMS) (Rapp and Amaral، 1989؛ Herndon et al.، 1997؛ Comrie et al.، 2018) ومهمة الاستجابة المتأخرة (باشفالييه وآخرون، 1991؛ فويتكواند تينكلر، 2004). ومع ذلك، يُظهر آخرون أن الضعف المرتبط بالعمر أكثر تباينًا، حيث يعاني ما يقرب من نصف قرود المكاك في منتصف العمر (20-24 عامًا) والذين تتراوح أعمارهم بين (25-31 عامًا) من ضعف الذاكرة العاملة، في حين أن النصف الآخر لا يعاني من ذلك (Moss et al. ، 2007).

كما تم أيضًا وصف عدم التجانس المماثل بين كبار السن من البشر بشكل جيد (Nyberg et al., 2020). إن فهم الأسباب التي تدفع هذا التباين أمر بالغ الأهمية لتحديد الأسباب التي تجعل بعض الأفراد يعانون من الضعف الإدراكي المرتبط بالعمر، في حين يظل البعض الآخر غير متأثر.

توفر تصميمات الدراسة التي تتضمن تمثيلاً من جميع أنحاء العمر منصة أساسية للتحقيق في مسارات الشيخوخة المعرفية المتغيرة.

يعتبر قرد القشة الشائع (Callithrixjacchus) مفيدًا كنموذج NHP لدراسة الضعف الإدراكي المرتبط بالعمر لأنه ينضج بسرعة، ويعتبر عمره من سبع إلى ثماني سنوات، وله أقصر عمر من أي رئيسيات شبيهة بالبشر، وعادة ما يعيش فقط 9-10 سنوات ( أبوت وآخرون، 2003؛ شولتز داركن وآخرون، 2016؛ تارديف، 2019).

لقد تسارع استخدام قرود القش في أبحاث علم الأعصاب (Abbott et al., 2003)، ولكن لم تقم سوى مجموعة قليلة من المجموعات بالتحقق من الضعف الإدراكي المرتبط بالعمر (Munger et al.,2017; Phillips et al., 2019; Sadoun et al., 2019؛ دي كاسترو وجيرارد، 2021؛ روثويل وآخرون، 2022). ومن بين هذه البيانات، تم جمع بيانات على مدى فترة زمنية طويلة (روثويل وآخرون، 2022)؛ ومع ذلك، لم يقيموا الذاكرة العاملة.

قامت الدراسة الحالية بتقييم أداء قرود القش في مهمة التعرف المتأخر (DRST) لقياس الذاكرة العاملة طوال عمرها. يعتمد DRST بشكل حاسم على منطقتي الدماغ اللتين تخضعان للتغيرات المورفولوجية والوظيفية المبكرة مع تقدم العمر: dlPFC والحصين (Beason-Held et al.، 1999؛ Bor et al.، 2006؛ Jeneson et al.، 2010).

بالإضافة إلى ذلك، فإن البشر الأكبر سنًا (55-87 عامًا) وقرود المكاك المسنين (20-27 عامًا) يؤدون اختبار DRST بشكل أكثر ضعفًا، في المتوسط، من البالغين الشباب (البشر: 18-25 عامًا؛ قرود المكاك: 5-10 سنوات؛ هيرندون وآخرون آل، 1997؛ موس وآخرون، 1997؛ مايلور وآخرون، 2006؛ بيلهام وآخرون، 2013؛ مازوريك وآخرون، 2015؛ ساتلر وآخرون، 2015).

وهنا نجد أن التقدم في العمر يرتبط بتأخر اكتساب قواعد المهام، وبطء معدل التعلم بمجرد إنشاء القواعد، وضعف الذاكرة العاملة.

المواد والأساليب

المواضيع

تم تدريب ستة عشر (ثمانية ذكور وثمانية إناث) من قردة القشة الشائعة (C. jacchus) على استخدام أجهزة كمبيوتر تعمل باللمس مثبتة في أقفاصها المنزلية.

كان عمر قرود القشة يتراوح بين 1.7 و14.6 عامًا في بداية التدريب، وبين 3.2 و15.6 عامًا بعد الدراسة (الشكل 1). تم اختبار كل من هذه القرود الستة عشر في مهمة الذاكرة العاملة، كما تم اختبار مجموعة فرعية مكونة من 12 قردًا في مهام لقياس الوظيفة الحركية والتحفيز. تم اختبار جميع قرود القش بشكل متزامن لمدة 1-3 ساعات لمدة 3-5 أيام في الأسبوع. لم يتم استخدام أي قيود على الطعام أو الماء.

تم وضع قرود القش منفردة أو زوجية في أقفاص مع إمكانية الوصول البصري والسمعي إلى قرود القش الأخرى في أقفاص تحتوي على مجموعة متنوعة من عناصر التخصيب بما في ذلك الأراجيح الشبكية وفروع المانزانيتا. تم فصل قرود القش المقترنة أثناء الاختبار المعرفي وتم تأقلمها مع الانفصال قبل بدء الاختبار لتقليل التوتر.

أجريت جميع التجارب وفقًا للجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسية التابعة لمعهد سالك للدراسات البيولوجية وتتوافق مع إرشادات المعاهد الوطنية للصحة.

معدات

أقفاص

تم تعديل أقفاص Marmoset المنزلية لتشمل غرفة اختبار في إحدى الزوايا العلوية للقفص، ويمكن الوصول إليها عبر مدخل صغير (الشكل 2C، D). أثناء الاختبار المعرفي، كان المدخل مفتوحًا، وكان بإمكان القرود الدخول والخروج من الغرفة بحرية. تم إغلاق المدخل في جميع الأوقات الأخرى، مما منع القرود من الوصول إلى الغرفة.

محطات تعمل باللمس

تم تركيب محطات شاشة تعمل باللمس (الشكل 2A، B؛ شركة Lafayette Instrument Company) على الجزء الأمامي من القفص المنزلي للقردة (الشكل 2C) ويمكن الوصول إليها من غرفة الاختبار المدمجة في القفص (الشكل 2D).

يحتوي كل نظام على شاشة تعمل باللمس بالأشعة تحت الحمراء مقاس 10.4-بوصة مع مضخة تمعجية مدمجة لتوزيع المكافآت السائلة في "حوض" أسفل الشاشة (الشكل 2د، هـ). أتاحت تقنية الأشعة تحت الحمراء اكتشافًا موثوقًا وحساسًا للغاية لمسات القشة.

تم وضع غطاء شاشة بلاستيكي (يسمى "القناع") مع تسعة فتحات متساوية الحجم ومتباعدة (القطر=1.5 بوصة) مرتبة في ثلاثة صفوف من ثلاثة، أمام الشاشة (الشكل 2E). هذه الثقوب حدد المواقع المحتملة التي يمكن أن تظهر فيها المحفزات أثناء الاختبار المعرفي.

For more information:1950477648nn@gmail.com