Identifiquen les característiques moleculars de les àrees cerebrals relacionades amb nivells alts d'escolarització en persones grans

Descripció esquemàtica de la recerca. Imatge: D. Bartrés-Faz et al.
Descripció esquemàtica de la recerca. Imatge: D. Bartrés-Faz et al.
Recerca
(08/04/2019)

Un estudi liderat per un equip de lʼInstitut de Neurociències de la UB ha identificat un gruix cortical més gran en el lòbul frontal en un grup de persones dʼedat avançada que presentaven alts nivells dʼeducació (15 anys o més dʼescolarització). Posteriorment, lʼestudi de lʼarquitectura molecular dʼaquestes regions ha revelat que aquestes àrees es caracteritzen per una sobreexpressió relativa de famílies de gens implicats en la transmissió sinàptica i activació de resposta immunitària. Els resultats aporten dades noves en humans sobre els possibles mecanismes moleculars que expliquen com els alts nivells dʼeducació sʼassocien amb el manteniment de la funció cognitiva en lʼedat avançada.

Descripció esquemàtica de la recerca. Imatge: D. Bartrés-Faz et al.
Descripció esquemàtica de la recerca. Imatge: D. Bartrés-Faz et al.
Recerca
08/04/2019

Un estudi liderat per un equip de lʼInstitut de Neurociències de la UB ha identificat un gruix cortical més gran en el lòbul frontal en un grup de persones dʼedat avançada que presentaven alts nivells dʼeducació (15 anys o més dʼescolarització). Posteriorment, lʼestudi de lʼarquitectura molecular dʼaquestes regions ha revelat que aquestes àrees es caracteritzen per una sobreexpressió relativa de famílies de gens implicats en la transmissió sinàptica i activació de resposta immunitària. Els resultats aporten dades noves en humans sobre els possibles mecanismes moleculars que expliquen com els alts nivells dʼeducació sʼassocien amb el manteniment de la funció cognitiva en lʼedat avançada.

Els anys dʼeducació són lʼindicador més habitual per referir-se al concepte de reserva cognitiva, és a dir, aquella propietat del cervell adult que li permet una capacitat dʼadaptació i reorganització més eficient per contrarestar els efectes de lʼedat avançada, o fins i tot dels estadis inicials de condicions neurodegeneratives (com la malaltia dʼAlzheimer).

Així ho constata una recerca publicada a The Journal of Neuroscience i que ha dirigit David Bartrés-Faz, professor de la Facultat de Medicina i Ciències de la Salut i investigador de lʼInstitut de Neurociències de la UB (UBNeuro), així com membre de lʼInstitut dʼInvestigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS). La recerca sʼha fet en col·laboració amb lʼequip de Michel J. Grothe, del Centre Alemany de Malalties Degeneratives (DZNE, Rostock, Alemanya). En el treball, els investigadors van observar mitjançant dades de ressonància magnètica les àrees del cervell que diferien en termes de gruix cortical entre persones dʼedat avançada que presentaven alts nivells dʼeducació i persones que havien rebut menys anys dʼeducació formal.
 
«Aquestes anàlisis van indicar que el grup amb més educació es caracteritzava per presentar un gruix cortical més gran en el lòbul frontal, concretament en les regions prefrontals de la circumvolució del cíngol anterior i lʼescorça orbital», explica David Bartrés-Faz. En una segona part del treball, es va investigar si aquestes regions es distingien a escala molecular per un perfil dʼexpressió genètica diferent de la resta dʼàrees del cervell. Per fer-ho, els investigadors van emprar dades de lʼAtles del Cervell Humà de lʼInstitut Allen, que conté informació sobre el transcriptoma humà de lʼescorça cerebral. «El que vam observar —indica Bartrés-Faz— és que, en comparació amb la resta de regions de lʼescorça cerebral, les àrees on les persones amb alts nivells dʼeducació presenten més gruix cortical estan caracteritzades per una sobreexpressió de famílies de gens implicades en la transmissió sinàptica —i per tant, en mecanismes de plasticitat cerebral—, així com de famílies de gens involucrats en les respostes immunològiques».

Dʼentrada, el resultat és especialment rellevant perquè evidencia, per primer cop en humans, quines característiques moleculars tenen les àrees cerebrals que poden presentar un gruix diferent en funció de lʼeducació. Dʼuna manera més específica, les dades són dʼinterès perquè confirmen estudis anteriors en què sʼhavia suggerit que lʼeducació, en tant que activitat cognitivament estimulant, modula els mecanismes de plasticitat cerebral. Tal com explica Bartrés-Faz, «les evidències moleculars identificades referents a la sobreexpressió de famílies de gens vinculades als sistemes de neurotransmissió suggereixen efectivament aquest efecte».   

Lʼestudi sʼha dut a terme analitzant dades de neuroimatge de 122 persones cognitivament sanes (87 dones i 35 homes, amb una edat mitjana de 68,2 anys), incloent participants de The Walnuts and Healthy Aging Study (WAHA), recerca que coordina el doctor Emili Ros, del Servei dʼEndocrinologia i Nutrició de lʼHospital Clínic de Barcelona-IDIBAPS i del CIBERobn.

Estudis anteriors de neuroimatge ja havien indicat que les regions prefrontals com la circumvolució del cíngol anterior i lʼescorça orbital presenten augments de metabolisme o de connectivitat funcional en persones dʼedat avançada amb nivells alts de reserva cognitiva. Aquests resultats sʼhavien interpretat, fins ara, considerant que els canvis en el metabolisme o el funcionament dʼaquestes regions permetien més eficiència neural davant tasques cognitives en lʼenvelliment, o bé que evidenciaven lʼexistència de mecanismes compensatoris per contrarestar lʼimpacte de lʼatròfia cerebral pròpia de lʼedat o lʼinici de processos neuropatològics. El nou treball és compatible amb aquestes interpretacions, alhora que proposa noves línies per a futurs estudis moleculars sobre la salut cerebral en lʼedat avançada.

Referència de lʼarticle:
David Bartrés-Faz, Gabriel González-Escamilla, Lídia Vaqué-Alcázar, Kilian Abellaneda-Pérez, Cinta Valls-Pedret, Emilio Ros, Michel J. Grothe. “Characterizing the molecular architecture of cortical regions associated with high educational attainment in older individuals”. The Journal of Neuroscience, 8 d'abril de 2019. DOI: 10.1523/jneurosci.2370-18.2019