Ripensare l'invecchiamento: Una prospettiva a tutto corpo
Questa ricerca sposta l'attenzione sull'invecchiamento come un processo complesso e interconnesso.
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Negli ultimi secoli, la gente ha vissuto più a lungo grazie ai miglioramenti nella salute e nelle condizioni di vita. Però, con l’aumento dell’aspettativa di vita, vediamo anche più malattie legate all’età tipo insufficienza cardiaca, tumori e diabete di tipo 2. Per molto tempo, queste malattie sono state considerate come parte del invecchiamento, ma recentemente alcuni scienziati hanno suggerito di considerare l’invecchiamento stesso come una malattia. Pensano che questo potrebbe aiutare a capire come funziona il nostro corpo e come possiamo mantenere la nostra salute mentre invecchiamo.
Tradizionalmente, la ricerca si è concentrata su problemi in organi specifici, come cuore o cervello. Questi studi ci hanno aiutato a imparare sulle sfide legate all’età. Tuttavia, c'è una crescente convinzione che bisogna guardare all'invecchiamento come a un problema che colpisce tutto il corpo. Nuove ricerche mostrano che ci sono interazioni tra diverse parti del corpo, come il cervello e gli organi, che influenzano il modo in cui invecchiamo.
Il corpo funziona come un sistema connesso dove i cambiamenti in una parte possono causare cambiamenti in altre. Questo ha portato allo sviluppo di un approccio chiamato fisiologia delle reti. In poche parole, significa guardare al corpo come a una rete di sistemi che lavorano insieme. Ogni parte del corpo, come il cuore, i polmoni e diverse aree del cervello, può essere vista come un nodo in una rete. Le Connessioni tra questi nodi possono fornire informazioni sulla salute e su come diversi fattori si influenzano a vicenda.
Studiare le connessioni tra questi diversi sistemi ha fornito informazioni preziose. Ad esempio, i ricercatori hanno esaminato come lo stress influisce sui neonati o come i pazienti recuperano da insufficienza epatica e renale. Ma soprattutto, hanno dimostrato che i cambiamenti in queste reti possono indicare come il corpo risponde a diversi compiti.
In un recente studio, i ricercatori hanno confrontato le reti di giovani e anziani. Si sono concentrati sui Segnali provenienti da cervello, cuore e polmoni mentre i partecipanti erano a riposo. I cambiamenti legati all’età in questi sistemi si possono notare anche in persone sane. I ricercatori si aspettavano di trovare differenze tra le reti dei partecipanti giovani e anziani.
Per condurre la loro analisi, i ricercatori hanno utilizzato un dataset che includeva vari segnali biologici. Hanno osservato l'attività cerebrale a riposo attraverso la fMRI, così come la pressione sanguigna e il ritmo respiratorio. I partecipanti con dati incompleti o di scarsa qualità sono stati esclusi, e il gruppo rimasto è stato diviso in partecipanti più giovani e più anziani.
Prima delle registrazioni fMRI, i partecipanti hanno completato dei test cognitivi per valutare la loro memoria a breve termine. Uno dei test consisteva nel ricordare parole che erano state lette loro. I ricercatori si sono concentrati sul numero di parole ricordate durante l’ultimo tentativo di questo test. C’erano anche altri test, ma non hanno fornito risultati significativi.
I ricercatori hanno processato i dati delle immagini cerebrali in sette reti distinte. Queste reti rappresentano diverse funzioni del cervello durante il riposo. Questo è stato fatto per semplificare i dati mantenendoli significativi. Ad esempio, alcune reti sono responsabili di funzioni cerebrali generali, mentre altre sono coinvolte nell’attenzione, nelle emozioni e nell’elaborazione sensoriale.
Per analizzare ulteriormente i dati, i ricercatori hanno identificato punti chiave nei segnali di pressione sanguigna e respirazione, che segnavano l'inizio di ogni battito e respiro. Hanno stimato il ritmo cardiaco e il ritmo respiratorio per allineare i segnali dell’attività cerebrale. Questo ha permesso loro di confrontare come tutti questi sistemi interagivano nel tempo.
Hanno costruito un modello della rete del corpo intero, che rappresentava le connessioni tra cervello, cuore e polmoni. I ricercatori hanno esaminato quanto bene queste diverse parti del corpo fossero collegate e come comunicassero tra di loro. Hanno concluso che esaminare la stabilità di queste connessioni potrebbe fornire informazioni su come l’invecchiamento influisce sul corpo.
Confrontando le reti dei partecipanti giovani e anziani, i ricercatori hanno trovato differenze in alcune delle connessioni. Per esempio, certe connessioni erano più forti nei partecipanti più giovani, mentre altre erano più forti negli anziani. Interessante, la connessione tra polmoni e cuore era particolarmente forte in entrambi i gruppi, allineandosi con ciò che è noto su come questi sistemi lavorano insieme.
I ricercatori hanno anche trovato che i partecipanti più giovani si sono comportati meglio nei test di memoria. Hanno esaminato come la struttura delle reti si relazionava a questi punteggi, trovando correlazioni che suggerivano che una minore connettività nei partecipanti più giovani fosse legata a una migliore prestazione mnemonica. Questo potrebbe sembrare sorprendente, ma suggerisce che il modo in cui le connessioni sono organizzate nel cervello può influenzare le capacità cognitive.
Tuttavia, i ricercatori hanno riconosciuto alcune limitazioni nel loro studio. I segnali sono stati registrati mentre i partecipanti riposavano, e hanno notato che molte sfide affrontate dagli individui più anziani potrebbero emergere solo durante compiti fisici o mentali. Quindi, è necessaria ulteriore ricerca per esplorare come queste reti cambiano durante diverse attività.
In sintesi, questa ricerca evidenzia la necessità di una nuova prospettiva sull'invecchiamento, considerandolo come un processo complesso e interconnesso. Esaminando le relazioni tra cervello, cuore e polmoni, i ricercatori possono ottenere informazioni su come invecchiamo e come possiamo mantenere la nostra salute mentre cresciamo. I risultati suggeriscono che la struttura di queste reti può influenzare le abilità cognitive e il benessere generale.
L'importanza delle reti del corpo intero
La ricerca indica che esaminare le reti del corpo intero può aiutarci a capire meglio il processo di invecchiamento. Concentrandosi sulle connessioni tra diversi organi e sistemi, gli scienziati possono ottenere informazioni su come interagiscono e si influenzano reciprocamente. Il campo emergente della fisiologia delle reti offre l'opportunità di considerare l'invecchiamento da una prospettiva più ampia, il che potrebbe portare a nuovi modi di pensare alla salute e alla malattia.
Mentre continuiamo a studiare come invecchiano i nostri corpi, diventa essenziale adottare una visione complessiva che includa tutti i sistemi che lavorano insieme. Questo approccio potrebbe aiutare a identificare nuovi modi per promuovere un invecchiamento sano e affrontare le malattie legate all'età.
Anche se ci vuole ancora più ricerca per confermare questi risultati, lo studio rappresenta un passo avanti nella comprensione di come l'invecchiamento si manifesta a livello sistemico. Andando avanti, esplorare come queste reti funzionano durante diversi compiti e condizioni sarà fondamentale per affrontare efficacemente le sfide dell'invecchiamento.
In conclusione, lo studio delle reti del corpo intero offre un percorso promettente verso la comprensione dell'invecchiamento e della salute. Concentrandosi sulle connessioni tra i diversi sistemi, possiamo capire meglio come i nostri corpi cambiano nel tempo e cosa possiamo fare per mantenere la nostra salute. Questa prospettiva olistica potrebbe non solo approfondire la nostra conoscenza dell'invecchiamento, ma anche portare a trattamenti e strategie più efficaci per migliorare la qualità della vita mentre cresciamo.
Titolo: Whole-Body Networks: A Holistic Approach for Studying Aging
Estratto: Aging is a multiorgan disease, yet the traditional approach is to study each organ in isolation. Such organ-specific studies allowed us to gather invaluable information regarding the pathomechanisms that contribute to senescence. But we believe that a big-picture exploration of the whole-body network (WBN) during aging could be complementary. In this study, we analyzed the functional magnetic resonance imaging (fMRI), breathing rate and heart rate time series of a young and an elderly group during eyes-open resting-state. By exploring the time-lagged coupling between the different organs we constructed WBNs. First, we showed that our analytical pipeline could identify regional differences in the networks of both populations, allowing us to proceed with the remaining of the analysis. By comparing the WBNs of young and elderly, a complex relationship emerged where some connections were stronger and some weaker in the elderly. Finally, the interconnectivity and segregation of the WBNs negatively correlated with the short-term memory of the young participants. This study: i) validated our methods, ii) identified differences between the two groups and iii) showed correlation with behavioral metrics. We are at the edge of a paradigm shift on how aging-related research is conducted and we believe that our methodology should be implemented in more complex mental and/or physical tasks to better demonstrate the alterations of WBNs as we age.
Autori: Orestis Stylianou
Ultimo aggiornamento: 2024-07-24 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.23.604767
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.23.604767.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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