Israëlische wetenschappers: 'SuperAger'-hersenen maken twee keer zoveel nieuwe neuronen aan als hun gezonde leeftijdsgenoten

Ouderen doen oefeningen met houten halters op het terrein van een tempel in Tokio op 17 september 2012, ter gelegenheid van de Japanse Dag van Respect voor Ouderen. Foto AFP

Baanbrekend onderzoek van Israëlische en Amerikaanse wetenschappers suggereert dat de hersenen van "SuperAgers" mogelijk meer nieuwe neuronen aanmaken dan die van hun leeftijdsgenoten, meldt Times of Israel.

Volwassenen boven de 80 die zich alledaagse gebeurtenissen en hun persoonlijke verleden net zo goed kunnen herinneren als cognitief normale mensen van 50 en 60 jaar, worden SuperAgers genoemd.

De door vakgenoten beoordeelde bevindingen zouden de weg kunnen vrijmaken voor het ontwerpen van therapieën voor gezond ouder worden, aldus de onderzoekers.

De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Nature , werd geleid door Orly Lazarov, hoogleraar aan het College of Medicine van de Universiteit van Illinois Chicago en directeur van het Alzheimer's Disease and Related Dementia Training Program, die haar doctoraat behaalde aan het Weizmann Institute of Technology in Israël.

Tot de andere onderzoekers behoren Tamar Gefen, universitair hoofddocent psychiatrie en gedragswetenschappen aan de Northwestern University Feinberg School of Medicine, die tevens werkzaam is als neuropsycholoog bij het Mesulam Institute for Cognitive Neurology and Alzheimer's Disease van Northwestern, en wetenschappers van de Universiteit van Washington.

Orly Lazarov, directeur van het Alzheimer's Disease and Related Dementia Training Program aan de Universiteit van Illinois in Chicago. Foto Jenny Fontaine / UIC

"We hebben altijd gezegd dat SuperAgers aantonen dat het ouder wordende brein biologisch actief, aanpasbaar en flexibel kan zijn, maar we wisten niet waarom," aldus Gefen in een verklaring van de universiteiten.

De wetenschappers ontdekten dat SuperAgers twee keer zoveel nieuwe neuronen aanmaken als hun gezonde leeftijdsgenoten, en tweeënhalf keer zoveel als leeftijdsgenoten met de ziekte van Alzheimer. Dit zou kunnen verklaren waarom hun geheugen op latere leeftijd zo goed blijft.

De onderzoekers ontdekten ook een uniek "veerkrachtprofiel" in de hippocampus van SuperAgers dat de geboorte en overleving van nieuwe neuronen ondersteunt.

"Dit is een grote stap voorwaarts in het begrijpen hoe het menselijk brein cognitie verwerkt, herinneringen vormt en veroudert", aldus Lazarov. "Door te achterhalen waarom sommige hersenen gezonder verouderen dan andere, kunnen onderzoekers therapieën ontwikkelen voor gezond ouder worden, cognitieve veerkracht en de preventie van de ziekte van Alzheimer en aanverwante vormen van dementie."

De wetenschappers onderzochten hersenweefselmonsters van vijf groepen: gezonde jonge volwassenen, gezonde oudere volwassenen, personen met milde of beginnende dementie, personen met de diagnose ziekte van Alzheimer en SuperAgers.

Een labmedewerker houdt een gedoneerd SuperAger-brein vast in het SuperAger-programma van Northwestern University. Foto Shane Collins, Northwestern University

De SuperAger-hersenen in de monsters waren afkomstig van donoren van 80 jaar of ouder met uitzonderlijke geheugenvaardigheden.

Met behulp van een geavanceerde techniek voor analyse van individuele cellen, genaamd multiomische single-cell sequencing, onderzochten de onderzoekers bijna 356.000 afzonderlijke celkernen uit de hippocampus.

Deze techniek stelde de onderzoekers in staat om zowel de genactiviteit als de toegankelijkheid van DNA af te lezen, waardoor ze verschillende stadia van zich ontwikkelende hersencellen konden identificeren, waaronder progenitorcellen (vroege afstammelingen van stamcellen), onrijpe neuronen en rijpe neuronen.

"Zie de stadia van neurogenese bij volwassenen als een baby, een peuter en een tiener," zei Lazarov. "Al deze stadia wijzen erop dat er in de hippocampus nieuwe neuronen worden aangemaakt."

De resultaten gaven aan dat de vorming van nieuwe neuronen in de hippocampus inderdaad plaatsvindt bij gezonde volwassenen. Bovendien produceerden SuperAgers actief meer nieuwe neuronen dan hun leeftijdsgenoten. Dit was hun "veerkrachtskenmerk".

Tamar Gefen (links), universitair docent aan de Feinberg School of Medicine van Northwestern University, kijkt toe terwijl Allegra Kawles een afbeelding van neuronen en neuropathologie aanwijst, terwijl aanstaande promovenda Antonia Zouridakis toekijkt. Foto Shane Collins, Northwestern University

"SuperAgers hadden twee keer zoveel neurogenese als andere gezonde ouderen," zei Lazarov. "Iets in hun hersenen stelt hen in staat een superieur geheugen te behouden. Ik geloof dat neurogenese in de hippocampus het geheime ingrediënt is, en de gegevens ondersteunen dat."

Hersenweefselmonsters van personen met een zeer vroeg stadium van cognitieve achteruitgang, voordat de symptomen zich manifesteren, vertoonden minimale neurogenese, terwijl bij personen met de diagnose ziekte van Alzheimer vrijwel geen nieuwe neuronen werden aangemaakt.

"Er bestaat al lange tijd een wijdverbreid idee dat hersencellen zich niet vernieuwen", aldus Ilia Stambler, PhD, voorzitter en CSO van Vetek (Seniority) Association – The Movement for Longevity and Quality of Life, Israël . Stambler was niet betrokken bij het onderzoek.

Hij zei echter dat er de afgelopen 20 jaar steeds meer bewijs is verzameld voor de cruciale rol van neurogenese.

"Dit nieuwe onderzoek levert aanvullend bewijs voor de rol van neurogenese bij cognitieve veerkracht, met name bij SuperAgers die tot op zeer hoge leeftijd opmerkelijke fysieke en cognitieve vermogens behouden," aldus Stambler.

De studie biedt een "nieuwe belofte" voor een betere vroege diagnose van cognitieve stoornissen, zei hij. "En het biedt ons misschien wel de grootste hoop dat een gezonde, lange levensduur haalbaar is."

In hun onderzoek ontdekten de wetenschappers een specifiek biologisch patroon in de hippocampus dat het verschil aantoont tussen cognitief actief blijven en mentale vermogens verliezen tijdens het ouder worden.

Volgens de onderzoekers is dit de eerste studie die een genetisch verschil aantoont tussen de hersenen van SuperAgers en die van doorsnee ouderen.

"Dit is biologisch bewijs dat hun hersenen plastischer zijn," zei Gefen, "en een echte ontdekking die aantoont dat neurogenese van jonge neuronen in de hippocampus een bijdragende factor kan zijn."