Newsflash
Reportaje

Rezerva cognitivă

de Prof. dr. Carmen Adella Sîrbu - mar. 16 2018
Rezerva cognitivă

Despre rezerva cognitivă se vorbește tot mai des în ultimii ani, în încercarea de a găsi soluții optime pentru încetinirea declinului cognitiv aferent unei îmbătrâniri fiziologice sau unor boli neurodegenerative, plecând de la cercetările efectuate începând cu „decada creierului” (1990–2000) și până în prezent. Pentru a avea imaginea dimensiunilor pe care le-au atins actualele cercetări în domeniu, simpla căutare pe un motor important pentru cuvintele-cheie „cognitive, brain, reserve” relevă 38.700.000 de rezultate.

Boala Alzheimer

Printre patologiile în care e implicată rezerva cognitivă se numără: accidentele vasculare cerebrale, traumatismele craniocerebrale, afecțiunile neuropsihiatrice, boala Alzheimer, boala Parkinson, scleroza multiplă și alte afecțiuni neurodegenerative. În boala Alzheimer, care a fost și rămâne cea mai studiată în privința rezervei cognitive, dar și în alte afecțiuni neurodegenerative, celulele neuronale sunt afectate calitativ și cantitativ. Alois Alzheimer, psihiatru și neuropatolog german, a descris boala unei paciente – Auguste Deter – de 51 de ani, cu privirea stinsă, inexpresivă, tristă, fără interes pentru aspectul fizic, cu un comportament ciudat. A urmărit-o aproximativ cinci ani și, în 1906, după decesul ei, curiozitatea științifică l-a determinat să-i studieze creierul la microscop. A observat o dimensiune redusă a acestuia și depunerea de substanțe anormale în creier – plăcile senile. Ele conțin o acumulare de beta-amiloid, fiind dispuse în special la terminațiile presinaptice ale neuronilor. Aceste proteine sunt insolubile, nu pot fi eliminate și împiedică transmiterea influxului nervos. Primii care au descoperit aceste depuneri (plăcile senile, amiloide) au fost savanții Gheorghe Marinescu și Paul Oscar Blocq, în 1892. Ei le-au descris însă ca noduli nevrogliotici în substanța corticală, la un caz de epilepsie. Degenerescența neurofibrilară, cel de-al doilea marker neuropatologic în demența de tip Alzheimer, constă în acumularea în interiorul neuronilor a unor proteine tau anormale, dispuse ca niște ghemuri. În mod normal, ele se găsesc în microtubuli, cu rol important în funcționarea normală a neuronilor.

Protecție activă

Rezerva cognitivă (RC) se referă la abilitatea unui individ de a tolera o afectare progresivă a creierului fără a prezenta simptome sau semne clinice. Ea explică diferențele în procesele cognitive în funcție de activitățile intelectuale și alți factori de mediu, în prezența afecțiunilor neurologice. Altfel spus, unii indivizi funcționează mai bine decât alții în condițiile aceleiași patologii cerebrale.

Conceptul de rezervă cognitivă s-a conturat în 1989. Analizând post mortem creierele a 137 de persoane cu boală Alzheimer, s-a observat că unii pacienți au prezentat simptome minime față de gradul avansat de afectare al creierelor acestora. Cercetătorii au presupus că acești pacienți aveau o „rezervă” mai mare de neuroni, având și greutatea creierelor mai mare. Pacienții au reușit astfel să compenseze pierderile cauzate de boala Alzheimer (1). Un alt studiu similar a fost efectuat între 1991 și 2002 pe 470 de călugărițe din SUA, cu o vârstă medie de 84 de ani. Deși majoritatea au prezentat la autopsie markeri patologici ai bolii Alzheimer, numai câteva au prezentat simptomele bolii. Rezerva cognitivă pune accentul pe modul în care oamenii pot îndeplini mai bine sarcinile prin practică și dobândirea de abilități, adică prin dezvoltarea de „software”, de aceea rezerva cognitivă este considerată o protecție activă.

Rezerva cerebrală

Diferențele dintre dimensiunile creierului și alte aspecte cantitative ale lui, precum numărul de neuroni sau numărul sinapselor, explică într-o oarecare măsură susceptibilitatea diferită privind funcționalitatea creierului în condiții patologice. Creierele mai mari pot suporta mai bine patologii cerebrale și aspectele clinice sunt relevate mai târziu sau deloc, pentru că au un substrat neuronal ce compensează leziunile cerebrale, permițând funcționarea normală. Ea conferă mai mult „hardware”, care asigură o protecție pasivă (2). Indivizii cu rezerva cerebrală mai mare pot acumula mai multe patologii, până este atins pragul critic și apar manifestările bolii (3).

Rezerva cognitivă și rezerva cerebrală se influențează reciproc în timp, între ele fiind un continuum în care neuroplasticitatea joacă un rol important. 

Compensarea neurală se referă la activarea unor rețele alternative, care nu sunt utilizate în mod obișnuit de persoanele sănătoase, pentru a menține sau a îmbunătăți performanța cognitivă.

Date antropometrice

Întreținerea creierului conferă diferențe individuale în susceptibilitatea la patologie, în special în contextul îmbătrânirii; în timp ce teoriile rezervelor subliniază mecanismele compensatorii, teoriile de întreținere subliniază mecanismele de neuroprotecție (2).

Rezerva neurală se referă la variabilitatea interindividuală a rețelelor creierului care stau la baza îndeplinirii oricărei sarcini de către indivizii sănătoși (4).

Făcând o paralelă între macro- și microcosmos, reținem despre Calea Lactee, în care se găsește sistemul nostru solar, că are între 200 și 400 de miliarde de stele. Conform studiilor lui Azevedo, în creierul uman ar fi aproximativ 86,1 ± 8,1 miliarde de neuroni și 84,6 ± 9,8 miliarde de celule non-neuronale (5). Creierul uman are un număr de neuroni și celule non-neuronale concordant pentru un primat cu greutatea creierului de 1.500 g. Are aceeași distribuție neuronală între cortexul cerebral și cerebel ca alte specii și consumă o energie proporțională cu numărul de neuroni. Așadar, caracteristicile antropometrice ale creierului uman nu pot explica abilitățile cognitive remarcabile ale acestuia (6).

Neurogeneza

Dogma centrală în neurologie a fost impusă de cel care a obținut un premiu Nobel pentru medicină, Ramon y Cajal, la începutul secolului XX: după ce sistemul nervos se maturizează, creșterea și regenerarea neuronilor încetează. Însă Joseph Altman a descoperit, în 1962, neuroni noi în hipocamp, care migrează în alte locuri din creier (7). În 1974, biologul Michael Kaplan reiterează, cu studii pe animale de laborator, conceptul de neurogeneză, prin descoperirea de neuroni noi în cortexul vizual și bulbul olfactiv. Ulterior, el demonstrează neurogeneza pe subiecți umani.

Ca și Altman, Kaplan are parte de opoziția cercetătorilor, care rămăseseră captivi în dogma impusă de Cajal. Astfel, lui Kaplan i s-au refuzat fondurile pentru aprofundarea neurogenezei la adulți. Dar, așa cum spunea Arthur Schopenhauer, orice mare adevăr trece prin trei etape: respingere, combatere și acceptare ca fiind de la sine înțeles. În cazul neurogenezei, aceste etape s-au derulat pe parcursul câtorva zeci de ani. Kaplan, neavând susținerea lumii științifice, a abandonat cercetările și și-a modificat chiar traiectoria profesională, lăsând biologia în favoarea carierei medicale. După încă 15 ani, fenomenul neurogenezei a fost relansat de cercetători ca Peter Eriksson și Elizabeth Gould, iar astăzi se studiază în toate laboratoarele de neuroștiințe.

Așadar, neurogeneza se referă la nașterea de noi neuroni din celule progenitoare, după naștere, în arii selecționate: hipocamp – girusul dințat, substanța neagră, arii corticale.

O mie de neuroni noi zilnic

Date cantitative privind amploarea și dinamica neurogenezei la adult au fost posibile prin măsurarea concentrației izotopului carbon 14 radioactiv (14C) în ADN genomic. Bomba nucleară din timpul Războiului Rece a dus la o creștere enormă în atmosferă a 14C, care, ulterior, a scăzut exponențial, în principal din cauza absorbției de către biotop. Astfel, diferitele concentrații de 14C în atmosferă la momente diferite se reflectă și în corpul uman, iar măsurarea 14C în ADN celular permite datarea retrospectivă a nașterii celulelor. Modelarea matematică a acestor date oferă informații detaliate privind dinamica unei populații celulare de interes (8).

S-a constatat că adulții dezvoltă aproximativ 700–1.000 de noi neuroni/zi în hipocamp (9). Deși acest număr pare mic comparativ cu miliardele de neuroni din creier, de-a lungul anilor, până la vârsta de 50 de ani, se adaugă peste 12 milioane de neuroni, suficienți pentru a înlocui complet hipocampul, cu rol esențial în memorie.

Neurogeneza e controlată de mecanisme genetice, factori de creștere neuronali, factori de mediu.

Neuroplasticitatea

Teoria neuroplasticității ca fenomen a fost sugerată în urmă cu 120 de ani de William James în lucrarea „Principles of Psychology”, iar polonezul Jerzy Konorski, în 1948, introduce termenul de neuroplasticitate (10).

Neuroplasticitatea reprezintă capacitatea creierului de a se schimba, remodela și reorganiza în scopul unei mai bune adaptări la situații noi, fiind considerată una dintre cele mai importante descoperiri în neuroștiințe, care a marcat decada creierului. Până în 1990, simpla prezență a termenului de neuroplasticitate într-un articol ducea la refuzul publicării acestuia de către editor. Neuroplasticitatea are conotații pozitive, dar și negative. Reabilitarea după traumatisme cerebrale, accidente vasculare cerebrale se datorează acestei însușiri excepționale a creierului. Repetarea unor activități duce la consolidarea unor circuite, care, ulterior, vor funcționa cu consum energetic minim. Dar neuroplasticitatea poate fi și aberantă, precum în cazul organizării unor focare epileptogene sau al adicțiilor. De exemplu, în ultimii ani, mă întrebam care ar fi circuitele neuronale ale corupției. Răspunsul l-am aflat dintr-un articol publicat în 2016 în Nature Neuroscience (11). Incorectitudinea este o parte integrantă a lumii noastre sociale, influențând domenii variate, de la politică la relațiile interumane. Studiile actuale pe animale de laborator, care utilizează rezonanța magnetică funcțională, arată că, în paralel cu aceste abateri, se dezvoltă circuitele neuronale ale acestor comportamente aberante, care ulterior vor determina acțiuni și mai complexe de incorectitudine (plagiat, corupție, furt, violență etc.). Așadar, micile abateri de la codul moral se amplifică în timp. 

Astfel, acești indivizi își schimbă mentalul și consideră comportamentul incorect ca fiind unul normal.

Stimularea cognitivă

Angiogeneza se referă la stimularea de noi vase cerebrale necesare unei circulații colaterale. Amintim de ea aici deoarece vasele de sânge sunt importante în migrarea celulelor progenitoare neuronale în aria patologică, având rol de ghidaj.

Butada referitoare la creier – „folosește-l sau îl pierzi” – este foarte relevantă (12). De altfel, chiar Cajal afirmase, spre sfârșitul carierei, că „todo hombre puede ser, si se lo propone, escultor de su propio cerebro” (fiecare om poate fi, dacă își propune, sculptorul propriului său creier) (13). Creierul uman se schimbă încontinuu, prin generarea de noi neuroni și prin formarea de noi conexiuni între aceștia. Circuitele neuronale specifice ale creierului pot fi consolidate prin educație, prin stilul de viață sau prin intervenții direcționate: meditație, formare cognitivă, neurostimulare etc.

Stimularea cognitivă poate determina modificări fiziologice în creier. Ea îmbogățește activitatea sinaptică, face circuitele neuronale mai eficiente, determină folosirea unor circuite alternative mai eficiente, îmbogățind neuroplasticitatea și stimulând factorii neurotrofici (14). Se apreciază că efectul benefic este și pe reducerea plăcilor de amiloid și a aglomerărilor neurofibrilare din bolile neurodegenerative (15).

În 1994, un studiu observațional pe 593 de persoane cu vârsta peste 60 de ani, cu durata urmăririi de unu-patru ani, a demonstrat că riscul de demență a fost de două ori mai mare la subiecții cu studii scăzute (sub opt ani) comparativ cu cei cu studii superioare și mai multe activități profesionale (16). Au existat dovezi, puse în evidență de o meta-analiză Cochrane din 2012, conform cărora programele de stimulare cognitivă (discuții despre evenimentele și subiectele de interes, jocuri de societate, puzzle-uri, muzică și activități practice precum gătitul sau grădinăritul) sunt benefice la persoanele cu demență ușoară până la moderată, dincolo de efectele medicației (17).

Studii multiculturale din Canada și India sugerează că există un efect protector al bilingvismului în întârzierea apariției demenței. În anumite contexte, bilingvismul a oferit protecție, în timp ce, în contextul unor factori specifici culturali și la imigrați, numai multilingvismul a oferit protecție. Este clar că numai bilingvismul este insuficient pentru a garanta amânarea demenței (18).

Activitățile de recreere

Indiferent de vârstă, educație și ocupație, participarea la activitățile de relaxare are un efect semnificativ și cumulat, adică diferitele activități au contribuții independente, sinergice, conferind protecție împotriva demenței, cu atât mai mult cu cât sunt începute mai devreme. Dintre activitățile studiate le reținem pe cele recreaționale mentale (lectura, cântatul la un instrument), socioculturale (teatru, excursii tematice) și chiar activități politice (conferințe, articole). Dacă ele încep la vârste cuprinse între 46 și 75 de ani, pot contribui la o funcție cognitivă bună douăzeci de ani mai târziu (19).

Într-un studiu pe 1.772 de indivizi, s-a evaluat participarea la 13 tipuri de activități de agrement. Cel mai mare efect l-au avut lectura, vizitarea prietenilor și a rudelor, vizionarea filmelor, mersul la restaurant, la plajă sau plecarea într-o excursie. În timpul urmăririi, subiecții care s-au implicat în mai multe activități au avut cu 38% mai puțin risc de a dezvolta demență (20). Pentru fiecare tip de activitate suplimentară, riscul a scăzut cu 8%.

Multe studii controlate la vârstnici au demonstrat că exercițiul aerobic crește capacitatea respiratorie, care, de asemenea, duce la creșteri ale performanței cognitive. O meta-analiză Cochrane din 2008 arăta că activitățile fizice aerobice care îmbunătățesc capacitatea cardiorespiratorie sunt benefice pentru funcția cognitivă la vârstnicii sănătoși, cu efecte observate pentru funcția motorie, viteza cognitivă, atenția auditivă și vizuală. Cu toate acestea, majoritatea comparațiilor nu au dat rezultate semnificative. Datele nu sunt suficiente pentru a arăta că îmbunătățirile funcției cognitive care pot fi atribuite exercițiilor fizice se datorează îmbunătățirii capacității cardiovasculare, deși asocierea temporală sugerează această observație (21).

Un studiu Cochrane nu a găsit dovezi care să susțină că activitățile fizice aerobice, inclusiv cele care îmbunătățesc funcțiile cardiorespiratorii, au un beneficiu cognitiv la adulții în vârstă (22).

Studiile care au evaluat subiecți implicați în jocuri complexe pe calculator au demonstrat o performanță îmbunătățită pe o gamă largă de sarcini cognitive (23). Formarea cognitivă computerizată este eficace în cunoașterea globală, selectarea domeniilor cognitive și funcționarea psihosocială la persoanele cu insuficiență cognitivă ușoară. Această intervenție justifică, prin urmare, studii pe termen lung și la scară mai largă, pentru a examina efectele asupra cogniției în demență (24).

În loc de concluzii

Cercetările actuale relevă importanța rezervei cognitive atât în procesele fizio­logice ale îmbătrânirii populației, cât și în patologia neurologică degenerativă. Studiile imagistice moderne arată importanța neuroplasticității și, împreună cu datele psihosociologice, conferă soluții pentru prezervarea sau creșterea rezervei cognitive.


Notă autor:

1. Katzman R et al. Clinical, pathological, and neurochemical changes in dementia: a subgroup with preserved mental status and numerous neocortical plaques. Ann Neurol. 1988 Feb;23(2):138-44

2. Barulli D, Stern Y. Efficiency, capacity, compensation, maintenance, plasticity: emerging concepts in cognitive reserve. Trends Cogn Sci. 2013 Oct;17(10):502-9

3. Stern Y. Cognitive reserve. Neuropsychologia. 2009 Aug;47(10):2015-28

4. Stern Y. Cognitive reserve: implications for assessment and intervention. Folia Phoniatr Logop. 2013;65(2):49-54

5. Azevedo FA et al. Equal numbers of neuronal and nonneuronal cells make the human brain an isometrically scaled-up primate brain. J Comp Neurol. 2009 Apr 10;513(5):532-41

6. Herculano-Houzel S. The remarkable, yet not extraordinary, human brain as a scaled-up primate brain and its associated cost. Proc Natl Acad Sci U S A. 2012 Jun 26;109 Suppl 1:10661-8

7. Altman J. Autoradiographic investigation of cell proliferation in the brains of rats and cats. Anat Rec. 1963 Apr;145:573-91

8. Ernst A, Frisén J. Adult neurogenesis in humans- common and unique traits in mammals. PLoS Biol. 2015 Jan 26;13(1):e1002045

9. Spalding KL et al. Dynamics of hippocampal neurogenesis in adult humans. Cell. 2013 Jun 6;153(6):1219-27

10. Demarin V. Neuroplasticity. Periodicum Biologorum 2014 Jun;116(2):209-11

11. Garrett N et al. The brain adapts to dishonesty. Nat Neurosci. 2016 Dec;19(12):1727-32

12. Swaab DF. Brain aging and Alzheimer’s disease, „wear and tear” versus „use it or lose it”. Neurobiol Aging. 1991 Jul-Aug;12(4):317-24

13. Ramon y Cajal. Vestigaciones Científicas. Instituto Ramon y Cajal. 1955

14. Lövdén M et al. A theoretical framework for the study of adult cognitive plasticity. Psychol Bull. 2010 Jul;136(4):659-76

15. Esiri MM, Chance SA. Cognitive reserve, cortical plasticity and resistance to Alzheimer’s disease. Alzheimers Res Ther. 2012 Mar 1;4(2):7

16. Stern Y et al. Influence of education and occupation on the incidence of Alzheimer’s disease. JAMA. 1994 Apr 6;271(13):1004-10

17. Woods B et al. Cognitive stimulation to improve cognitive functioning in people with dementia. Cochrane Database Syst Rev. 2012 Feb 15;(2):CD005562

18. Freedman M et al. Delaying onset of dementia: are two languages enough? Behav Neurol. 2014;2014:808137

19. Kåreholt I et al. Baseline leisure time activity and cognition more than two decades later. Int J Geriatr Psychiatry. 2011 Jan;26(1):65-74

20. Scarmeas N et al. Influence of leisure activity on the incidence of Alzheimer’s disease. Neurology. 2001 Dec 26;57(12):2236-42

21. Angevaren M et al. Physical activity and enhanced fitness to improve cognitive function in older people without known cognitive impairment. Cochrane Database Syst Rev. 2008 Jul 16;(3):CD005381

22. Young J et al. Aerobic exercise to improve cognitive function in older people without known cognitive impairment. Cochrane Database Syst Rev. 2015 Apr 22;(4):CD005381

23. Basak C et al. Can training in a real-time strategy video game attenuate cognitive decline in older adults? Psychol Aging. 2008 Dec;23(4):765-77

24. Hill NT et al. Computerized Cognitive Training in Older Adults With Mild Cognitive Impairment or Dementia: A Systematic Review and Meta-Analysis. Am J Psychiatry. 2017 Apr 1;174(4):329-340

Abonează-te la Viața Medicală!

Dacă vrei să fii la curent cu tot ce se întâmplă în lumea medicală, abonează-te la „Viața Medicală”, publicația profesională, socială și culturală a profesioniștilor în Sănătate din România!

  • Tipărit + digital – 249 de lei
  • Digital – 169 lei

Titularii abonamentelor pe 12 luni sunt creditați astfel de:

  • Colegiul Medicilor Stomatologi din România – 5 ore de EMC
  • Colegiul Farmaciștilor din România – 10 ore de EFC
  • OBBCSSR – 7 ore de formare profesională continuă
  • OAMGMAMR – 5 ore de EMC

Află mai multe informații despre oferta de abonare.

Cookie-urile ne ajută să vă îmbunătățim experiența pe site-ul nostru. Prin continuarea navigării pe site-ul www.viata-medicala.ro, veți accepta implicit folosirea de cookie-uri pe parcursul vizitei dumneavoastră.

Da, sunt de acord Aflați mai multe