Hvit hjernemasse avslører hjernens livsløp

Stoffet myelin gir innsikt i hvordan hjernen endrer seg fra fødsel til død.

Publisert
Lurer du på hvorfor reaksjonen blir langsommere med årene? Norske forskere vet hvorfor. (Foto: (Illustrasjonsbilde: Shutterstock))
Lurer du på hvorfor reaksjonen blir langsommere med årene? Norske forskere vet hvorfor. (Foto: (Illustrasjonsbilde: Shutterstock))

Om prosjektet

Den viktigste delen av forskningsprosjektet har stipendiat Håkon Grydeland gjort, i tett samarbeid med professor Anders M. Fjell og andre forskere ved Research Group for Lifespan Changes in Brain and Cognition (LCBC) ved Psykologisk Institutt, Universitetet i Oslo.

Prosjektet er støttet av NevroNor i Forskningsrådet, som er en strategisk satsing på nevrovitenskapelig forskning. Målet er å bidra til å forebygge, diagnostisere og behandle sykdommer i hjernen og i nervesystemet for øvrig.

Myelin er et fettlag som omslutter nervefibrene i hjernen og fungerer som isolasjon, omtrent på samme måte som plastisolasjonen rundt en ledning.

Myelin sikrer at signaloverføringen går som den skal.

Ved å studere myelinnivået kan forskerne blant annet si noe om hvor gode muligheter hjernecellene har til å kommunisere med hverandre.

Mens antallet nerveceller i hjernen holder seg relativt stabilt – selv om det i takt med hjernens utvikling oppstår nye kontakter dem mellom – endrer mengden myelin i hjernen seg livet gjennom, noe som gjør det egnet til å studere hjernens utvikling.

– Man fødes nærmest uten myelin i hjernen. Mengden av stoffet øker deretter fram til slutten av 30-årene, og holder seg så relativt stabilt de neste 20 årene, før det begynner å gå nedover omtrent rundt 60-årsalderen, forteller professor Anders M. Fjell ved Universitetet i Oslo. 

Raskere reaksjon med mye myelin

Myelin er også kjent som hjernens hvite substans. Men det finnes mye myelin også i hjernebarken, også kjent som gråsubstansen, som er den delen av hjernen hvor nervecellene befinner seg.

Sammen utgjør disse to substansene hovedkomponentene i sentralnervesystemet.

Forskerne ved Universitetet i Oslo ville se på sammenhengen mellom myelinmengde i hjernebarken og hvor stabil reaksjonstiden til ulike forsøkspersoner var.

Reaksjonstiden ble målt ved at forsøkspersonene utførte ulike oppgaver i et dataprogram. Jo høyere myelininnhold deltagerne hadde i hjernebarken, desto mer stabile var de i sine responser på oppgavene.

Resultatene er nylig publisert i Journal of Neuroscience.

Hjernekartet til venstre viser fordeling av myelin i hjernebarken. Områder som er involvert i syn og hørsel, er relativt sett sterkt myeliniserte, representert ved lyse farger. Områder som antas å være viktige for mer sammensatte og avanserte oppgaver, har en lavere grad av myelin (mørkere farger). Kartet er basert på hjerneavbildning av 85 personer i alderen 27–52 år. (Foto: (Illustrasjon: Håkon Grydeland, UiO))
Hjernekartet til venstre viser fordeling av myelin i hjernebarken. Områder som er involvert i syn og hørsel, er relativt sett sterkt myeliniserte, representert ved lyse farger. Områder som antas å være viktige for mer sammensatte og avanserte oppgaver, har en lavere grad av myelin (mørkere farger). Kartet er basert på hjerneavbildning av 85 personer i alderen 27–52 år. (Foto: (Illustrasjon: Håkon Grydeland, UiO))

– Interessant nok fant vi at deltagere med lavere mengde myelin hadde mer variable responsmønstre. Denne effekten ble sterkere med økende alder, noe som indikerer at myelin-nivået har stor betydning for hjernefunksjon, sier Fjell.

Helst ønsker man stabil signaloverføring, altså en hjerne som reagerer omtrent like raskt hver gang.

– Hos forsøkspersoner hvor reaksjonstiden varierte veldig, kan det være tegn på at signaloverføringen ikke er helt optimal.

De ulike delene av hjernen har svært spesialiserte oppgaver. Som et eksempel på hvor viktig det er at overføringen av nervesignaler i hjernen går knirkefritt, kan vi tenke oss at vi får øye på et menneske på gaten, og lurer på om vi kjenner det.

– Denne prosessen tar omtrent 500 millisekunder fra vi ser personen og til hjernen tar beslutningen om hvem det er vi ser. Prosessen involverer minst 35 adskilte hjerneområder, hvorav mange ligger langt fra hverandre, forteller Fjell. 

Kan forutse Alzheimers

Professor Anders Martin Fjell ved Psykologisk institutt, Universitet i Oslo. (Foto: UiO)
Professor Anders Martin Fjell ved Psykologisk institutt, Universitet i Oslo. (Foto: UiO)

Måling av myelin er en teknisk komplisert prosess. Forskerne har brukt en ny metode for å analysere signalintensiteten i MR-bilder, for slik å kunne avlese hva som skjer inne i hjernebarken.

Ved å analysere bildene, er forskerne i stand til å forutse hvilke pasienter som senere ville få hukommelsesproblemer.

Med denne metoden, såkalt automatisert kvantitativ MRI, kan forskerne finne spor etter begynnende Alzheimers sykdom mange år før kliniske symptomer blir tydelige.

På lang sikt kan dette gi tidligere diagnostisering av sykdommen. På kort sikt åpner metoden blant annet for mer presis utprøving av Alzheimers-medisin.

– Ved å prøve ut medisin på den gruppen som har høyest risiko for å utvikle sykdom, kan medisinutviklerne jobbe mer målrettet med en større gruppe, avslutter Fjell.

Referanse:

Håkon Grydeland, Kristine B. Walhovd, Christian K. Tamnes, Lars T. Westlye, and Anders M. Fjell: Intracortical Myelin Links with Performance Variability across the Human Lifespan: Results from T1- and T2-Weighted MRI Myelin Mapping and Diffusion Tensor Imaging. The Journal of Neuroscience, november 2013, doi:10.1523/JNEUROSCI.2811-13.2013. Sammendrag