Dlaczego z wiekiem poruszamy się wolniej? Nowe badanie dostarcza odpowiedzi

Mary Kaupas bierze udział w eksperymencie mającym na celu zbadanie, w jaki sposób ludzie w różnym wieku sięgają po cele. Rurki monitorują jej oddech, aby zmierzyć, ile energii zużywa. Zdjęcie: Erik Summerside/Mary Kaupas

Nowe badanie przeprowadzone przez inżynierów z University of Colorado Boulder pomaga wyjaśnić dlaczego z wiekiem poruszamy się wolniej. To badanie jest jednym z pierwszych, które eksperymentalnie rozdziela powody, dla których osoby po 65. roku życia mogą nie być tak sprawne, jak kiedyś. Grupa donosi, że osoby starsze poruszają się wolniej, przynajmniej częściowo dlatego, że kosztuje ich to więcej energii niż osoby młodsze — co prawdopodobnie nie jest zbyt zaskakujące dla kogokolwiek, kto rano obudził się zmęczony po aktywnym dniu.

Wyniki tych badań mają potencjał dostarczyć lekarzom nowe narzędzia do diagnozowania szeregu chorób, w tym choroby Parkinsona, stwardnienia rozsianego, a nawet depresji i schizofrenii, zgodnie z wypowiedzią współautorki badania, Ala Ahmed. „Dlaczego poruszamy się w taki sposób, jakim się poruszamy, począwszy od ruchów gałek ocznych po sięganie, chodzenie i mówienie, stanowi okno na proces starzenia się oraz rozwój chorób, takich jak choroba Parkinsona”, zauważyła Ahmed, profesor w Paul M. Rady Department of Mechanical Engineering. „Staramy się zrozumieć podstawy neurologiczne tego zjawiska”. Badacze opublikowali swoje odkrycia w „The Journal of Neuroscience”.

W ramach badania grupa poprosiła osoby w wieku od 18 do 35 lat oraz od 66 do 87 lat o wykonanie pozornie prostego zadania: sięgnięcie po cel na ekranie, podobne do grania na Nintendo Wii. Analizując wzorce tych ruchów, naukowcy odkryli, że osoby starsze zdają się modyfikować swoje zachowanie w pewnych sytuacjach, aby zaoszczędzić ograniczone zasoby energii. „Wszyscy, niezależnie od wieku, naturalnie dążymy do maksymalizacji korzyści płynących z naszego otoczenia, jednocześnie minimalizując wysiłek”, stwierdził Erik Summerside, współautor nowego badania, który uzyskał doktorat z inżynierii mechanicznej na CU Boulder w 2018 roku.

Wykorzystanie inżynierii do zrozumienia mózgu

Ahmed dodała, że naukowcy od dawna wiedzą, że osoby starsze są zwykle powolniejsze, ponieważ ich ruchy są mniej stabilne i dokładne. Jednak inne czynniki również mogą odgrywać rolę w tej fundamentalnej części życia. Według jednej z hipotez, mięśnie osób starszych mogą pracować mniej wydajnie, co oznacza, że spalają więcej kalorii przy wykonywaniu tych samych zadań, co młodsze osoby dorosłe, takie jak bieg maratoński lub wstawanie do lodówki po gazowany napój. Starzenie się może również zmieniać mechanizm nagrody w ludzkim mózgu. Ahmed wyjaśliła, że wraz z wiekiem ciało produkuje mniej dopaminy, substancji chemicznej odpowiedzialnej za poczucie satysfakcji po dobrze wykonanej pracy. Jeśli nie odczuwa się nagrody wystarczająco intensywnie, istnieje możliwość, że będzie się mniej skłonnym do poruszania się w celu jej uzyskania. Osoby z chorobą Parkinsona doświadczają jeszcze większego spadku produkcji dopaminy.

Podczas badania naukowcy poprosili ponad 80 osób, aby usiadły i chwyciły uchwyt robotycznego ramienia, które operowało kursorem na ekranie. Badani sięgali do przodu, przesuwając kursor w kierunku celu. Jeśli im się udało, otrzymywali nagrodę — niedużą, ale wystarczającą, by uszczęśliwić ich mózgi. „Czasami cele eksplodowały i badani dostawali punkty nagrody”, powiedziała Ahmed. „Wydawały również dźwięk »bing bing«”.

Poruszanie się wolniej, lecz mądrzej

To wtedy zaczął pojawiać się kontrast między dwoma grupami. Zarówno osoby w wieku od 18 do 35 lat, jak i 66 do 87 lat docierały do celów wcześniej, gdy wiedziały, że usłyszą bing bing — o około 4% do 5% wcześniej w porównaniu z próbami bez nagrody. Docierały do nich jednak na różne sposoby. Młodsze osoby, ogólnie rzecz biorąc, szybciej poruszały ramieniem w kierunku nagrody. Natomiast starsze osoby poprawiały głównie swoje czasy reakcji, zaczynając średnio o około 17 milisekund wcześniej. Kiedy zespół przymocował 8-funtowy ciężar do robotycznego ramienia dla młodszych badanych, różnice te zaniknęły. „Wydaje się, że mózg jest w stanie wykryć bardzo małe zmiany w ilości energii zużywanej przez ciało i odpowiednio dostosować nasze ruchy”, skomentował Robert Courter, współautor badania, który uzyskał doktorat z inżynierii mechanicznej na CU Boulder w 2023 roku. „Przy poruszaniu się nawet z niewielką dodatkową wagą, szybsze reagowanie stało się energetycznie tańszym sposobem na dostanie nagrody, dlatego też młodsze osoby postąpiły dokładnie w ten sposób, naśladując osoby starsze”.

Badanie wydaje się przedstawiać jasny obraz, oznajmiła Ahmed. Zarówno młodsze, jak i starsze osoby nie miały problemów z postrzeganiem nagród, nawet tych małych. Jednakże ich mózgi spowalniały ich ruchy w męczących okolicznościach. „Po złożeniu w całość, nasze wyniki sugerują, że koszty wysiłkowe związane z dotarciem do celu wydają się decydować o tym, co spowalnia ruchy osób starszych”, powiedziała Ahmed.  Eksperyment nie może całkowicie wykluczyć ośrodków nagrody w mózgu jako winowajcy spowolnienia ruchów z wiekiem. Ahmed zaznaczyła jednak, że jeśli naukowcom uda się dokładnie określić jak dochodzi do tych zmian w ciele, mogą być w stanie opracować leczenie, które pomoże zredukować skutki starzenia się i chorób.