С напредването на възрастта организмът ни неизбежно се променя. Костите постепенно губят здравината си, а мозъкът започва да обработва информацията по-бавно.

Но възможно ли е състоянието на костите да ни подскаже колко бързо старее мозъкът?

Екип от учени, ръководен от специалисти от университета „Джонс Хопкинс“ в САЩ, изследва връзката между ниската костна минерална плътност на гръбначния стълб и признаците на когнитивен спад. Учените проследяват и два показателя за увреждане на мозъчната тъкан, които могат да бъдат установени чрез образни изследвания.

Резултатите, публикувани в научното списание Radiology, показват, че по-ниската костна плътност е свързана с признаци на ускорено стареене на мозъка. Сред тях са промени в структурата на бялото мозъчно вещество и по-бързо влошаване на когнитивните способности.

„Това е първият надлъжен вторичен анализ, който установява връзка между костната минерална плътност на прешлените, измерена в началото на изследването, и последващите промени в структурата на бялото мозъчно вещество, развитието на характерни изменения в него и когнитивните способности“, обяснява рентгенологът Шадпур Демехри от университета „Джонс Хопкинс“.

„Изследването съчетава образна диагностика с клинични оценки и дава убедителни основания да смятаме, че първоначалната костна плътност е свързана както с промените в когнитивните функции, така и с видимите при образните изследвания признаци на възрастово обусловено увреждане на мозъка.“

Хиперинтензивните изменения в бялото мозъчно вещество се виждат като ярки участъци при образните изследвания и показват наличие на увреждане на мозъчната тъкан. (Debette & Markus, BMJ, 2010)

Как учените откриват връзката между костите и мозъка?

В изследването са включени 715 души, участвали в дългосрочен проект за проследяване на здравословното състояние.

Всички те са преминали компютърна томография на гръдния кош и тестове за оценка на паметта и мисловните способности. Няколко години по-късно са направени нови когнитивни тестове и образни изследвания на мозъка.

За да определят костната минерална плътност въз основа на вече направените скенери на гръдния кош, учените използват специално разработен алгоритъм с изкуствен интелект.

Костната минерална плътност показва количеството минерали, включително калций, в костната тъкан. Когато съдържанието им намалее, костите стават по-крехки и рискът от счупвания се увеличава.

„Диагностичните изображения съдържат огромно количество информация. Благодарение на изкуствения интелект вече можем да я обработваме и анализираме в голям мащаб, като обхващаме едновременно различни органи и системи“, посочва Демехри.

„Това ни дава нова възможност да откриваме връзки между заболявания, характерни за напредналата възраст, които досега обикновено са били изследвани поотделно. Така можем да установим общите биологични процеси, които стоят зад тях, както и възможните общи причини за развитието им.“

Какво разкриват промените в бялото мозъчно вещество?

Учените установяват, че в определени области на мозъка по-ниската костна минерална плътност е свързана с по-голям брой хиперинтензивни изменения в бялото мозъчно вещество. При образните изследвания те изглеждат като ярки петна и са признак за увредена мозъчна тъкан.

В други области по-ниската костна плътност е свързана с промени в показател, известен като фракционна анизотропия. Той дава информация за състоянието на микроструктурата на бялото вещество, а установените отклонения насочват към нарушена цялост на мозъчната тъкан.

Засегнатите мозъчни области имат важна роля за т.нар. изпълнителни функции – уменията ни да планираме, организираме и контролираме действията си. Те участват и в процесите, свързани с работната памет и вниманието.

Връзката между различни фактори на околната среда и здравето на мозъка е предмет и на други научни изследвания. Например предишно проучване показва, че бедността може да ускори стареенето на мозъка.

Новият анализ открива и още една закономерност: хората с по-ниска костна минерална плътност показват по-бърз спад в резултатите от тестовете за мисловни способности.

Изследователите обаче подчертават, че това не означава непременно, че отслабването на костите причинява когнитивния спад. Наличните доказателства не позволяват да се направи подобен извод. По-вероятно е двата процеса да се влияят от общи фактори.

Учените проследяват два различни показателя за увреждане на мозъчната тъкан. (Momtazmanesh et al., Radiology, 2026)

Защо костите и мозъкът може да стареят едновременно?

„Изследването ни не доказва причинно-следствена връзка. То по-скоро насочва вниманието към възможен общ метаболитен механизъм, който може да стои зад увреждането както на костите, така и на мозъка“, обяснява Демехри.

„Едновременното протичане на тези процеси може да се дължи на общи метаболитни фактори, свързани със стареенето – например инсулинова резистентност, нарушения в нивата на мазнините в кръвта и хормонални промени по време на менопаузата. Това е по-вероятно обяснение, отколкото пряко въздействие на състоянието на костите върху мозъка.“

Нарушенията в нивата на мазнините в кръвта, известни като дислипидемия, включват отклонения в стойностите на холестерола и триглицеридите.

Възможната роля на хормоналните промени също привлича вниманието на учените. Неврологът Лиза Москони например разглежда въпроса как менопаузата влияе върху мозъка и защо хормоналните изменения са важни за когнитивното здраве.

Сред силните страни на новото изследване е фактът, че участниците са проследявани в продължение на няколко години. Това позволява на учените да наблюдават не само състоянието им в определен момент, но и промените, които настъпват с времето.

Въпреки това са необходими по-продължителни изследвания, за да се установи дали признаците на ускорено мозъчно стареене действително са предвестник на заболявания като деменцията.

Може ли костната плътност да помогне за ранното откриване на когнитивен спад?

Една от възможните практични ползи от резултатите е използването на костната минерална плътност като допълнителен показател за оценка на риска от когнитивен спад и свързани с него заболявания.

Това би могло да помогне за по-ранното откриване на хора, при които има по-голяма вероятност да се развият подобни нарушения. Засега обаче подобно приложение остава само възможност. За да се правят надеждни прогнози, ще бъдат необходими много повече данни и допълнителни анализи.

Търсенето на ранни предупредителни признаци е сред основните задачи и на други изследователски екипи. Така например учени са установили четири ключови фактора, които могат да помогнат за прогнозиране на влошаването на когнитивните способности при хора с болестта на Алцхаймер.

Как изкуственият интелект може да промени медицинската диагностика?

Изследването разкрива и още една важна възможност: огромните количества медицински данни, събрани през годините, могат да бъдат използвани за много повече от първоначалната цел, за която са получени.

С помощта на подходящо обучени алгоритми с изкуствен интелект специалистите могат да анализират съществуващи медицински изображения и да откриват в тях информация, която досега е оставала неизползвана.

„Компютърната томография на гръдния кош се прилага при скрининг за рак на белия дроб, за оценка на калциевите отлагания, при проследяване на белодробни възли и по редица други медицински показания“, обяснява рентгенологът Сара Момтазманеш от университета „Джонс Хопкинс“.

„Същите тези изображения могат да се използват и за допълнително измерване на костната плътност на прешлените в гръдния отдел на гръбначния стълб – показател, който е свързан с влошаването на когнитивните функции.“

С други думи, изследване, назначено заради състоянието на белите дробове или друг здравословен проблем, би могло да даде допълнителна информация и за риска от промени в мозъчните функции, без непременно да се налага ново образно изследване.

Подобни възможности са особено важни за медицината, която все повече се стреми да открива заболяванията още преди появата на изразени симптоми. Успоредно с това учените продължават да изследват различни фактори, които могат да повлияят върху мозъчното здраве, включително връзката между консумацията на червено месо, риска от деменция и влошаването на когнитивните способности.

На този етап новите резултати не дават окончателен отговор защо отслабването на костите и ускореното стареене на мозъка често вървят заедно. Те обаче насочват вниманието към възможни общи механизми и показват, че костната плътност може да се окаже ценен източник на информация не само за здравината на скелета, но и за състоянието на мозъка.

Изследването е публикувано в научното списание Radiology.