A középkor elérésével az élőlények mindennapi viselkedése már árulkodó jeleket hordozhat arról, hogy várhatóan mennyi ideig fognak élni, állítja egy friss, március 12-én a Science folyóiratban megjelent tanulmány, amelyet a Stanford Egyetem Wu Tsai Idegtudományi Intézetének Knight Initiative for Brain Resilience programja támogatott.

A kutatók teljes élettartamukon keresztül, megszakítás nélkül figyeltek meg több tucat rövid életű afrikai türkiz csillagászhalat, hogy pontosabban feltérképezzék, miként kapcsolódik össze a viselkedés és az öregedés folyamata. Bár az állatok genetikai állománya hasonló volt, és azonos, szigorúan ellenőrzött körülmények között éltek, az öregedés üteme mégis jelentősen eltért közöttük, és ezek a különbségek már fiatal felnőttkorban megmutatkoztak az úszási és pihenési szokásaikban.

Érdekes eredményeket hozott a kutatás

A vizsgálatot Claire Bedbrook és Ravi Nath posztdoktori kutatók vezették, a projekt pedig Anne Brunet genetikus és Karl Deisseroth bioinformatikus laboratóriumainak együttműködéséből nőtt ki. A szakemberek rámutattak, hogy a legtöbb öregedéskutatás fiatal és idős egyedeket hasonlít össze, ami ugyan hasznos, ugyanakkor kevésbé tárja fel, miként alakul az öregedés egyénen belül az idő múlásával.

A kutatócsoport ezért az afrikai türkiz csillagászhalat választotta modellként, amely mindössze négy-nyolc hónapig él, ugyanakkor összetett aggyal rendelkezik, és számos biológiai jellemzője hasonlít az emberéhez.

81 halat követtek folyamatos videómegfigyeléssel

A tudósok 81 halat követtek folyamatos videómegfigyeléssel, minden egyes példányt külön akváriumban tartva, és több milliárd képkockát elemeztek ki, így elsőként sikerült gerinces állatokat teljes felnőtt életük során, éjjel-nappal nyomon követni – hangzik a ScienceDaily..

Az óriási adatállomány alapján a testtartást, a sebességet, a pihenési időszakokat és a mozgásmintákat vizsgálták, és száz különálló, ismétlődő „viselkedési szótagot” azonosítottak, amelyek az állatok alapvető mozgáselemeit alkotják. Anne Brunet szerint „a viselkedés rendkívül összetett visszajelzés, amely egyszerre tükrözi az agy és a test állapotát.

A molekuláris markerek

A molekuláris markerek alapvetőek, de csak a biológia egy-egy szeletét mutatják meg. A viselkedésen keresztül az egész szervezetet láthatjuk, folyamatosan és beavatkozás nélkül.”

Az egyik legfontosabb felismerés az volt, hogy az élettartambeli különbségek már a középkor elején kirajzolódnak. A halakat várható élettartamuk alapján csoportosítva a kutatók visszatekintve azt találták, hogy 70 és 100 napos kor között már jól láthatóan eltértek egymástól azok az egyedek, amelyek később hosszabb vagy rövidebb életet éltek.

Erős előrejelzéseket kaptak a kutatók

Az alvásminták különösen erős előrejelzőnek bizonyultak, mivel a rövidebb életű halak nemcsak éjszaka, hanem egyre gyakrabban nappal is pihentek, míg a hosszabb életűek alvása jellemzően az éjszakai időszakra korlátozódott.

Emellett az aktivitási szint is meghatározó tényező volt, hiszen a hosszabb élettartamú egyedek élénkebben úsztak, nagyobb sebességet értek el, és nappal aktívabbnak bizonyultak, ami más fajok esetében is összefüggésbe hozható a hosszabb élettel.

Maga az öregedés nem fokozatos

A kutatók gépi tanulási modellekkel igazolták, hogy már néhány napnyi, középkorú halakról gyűjtött viselkedési adat elegendő az élettartam megbecsüléséhez. Claire Bedbrook úgy fogalmazott, hogy „az élet viszonylag korai szakaszában bekövetkező viselkedésbeli változások már információt adnak a jövőbeli egészségi állapotról és az élettartamról”.

Az öregedés nem fokozatos, egyenletes folyamatként zajlik, hanem inkább hirtelen váltások sorozataként, amelyek néhány napig tartanak, majd hosszabb, akár hetekig stabil szakaszok követik őket.

„Arra számítottunk, hogy az öregedés lassú és folyamatos folyamat lesz. Ehelyett az állatok hosszú ideig stabilak maradnak, majd nagyon gyorsan átlépnek egy új szakaszba” – mondta Bedbrook, hozzátéve, hogy a kizárólag viselkedési adatokból kirajzolódó, lépcsőzetes szerkezet az egyik legizgalmasabb felfedezés volt.

A génaktivitás vizsgálata nyolc szervben azt mutatta, hogy különösen a májban jelentkeztek markáns eltérések, ahol a fehérjetermeléssel és sejtszintű karbantartással kapcsolatos gének aktívabbnak bizonyultak a rövidebb életű halaknál, ami arra utal, hogy a belső biológiai folyamatok szorosan együtt haladnak a viselkedésbeli változásokkal. Ravi Nath szerint „a viselkedés rendkívül érzékeny mutatója az öregedésnek. Két azonos korú állat esetében pusztán a viselkedés alapján látható, hogy teljesen eltérő módon öregszenek.”

A kutatók úgy vélik, az eredmények emberi szinten is jelentőséggel bírhatnak, különösen most, amikor a hordható eszközök egyre részletesebben rögzítik a mozgást és az alvási ciklusokat. A jövőben azt is vizsgálni kívánják, hogy célzott beavatkozásokkal, például étrendi változtatásokkal vagy genetikai módszerekkel befolyásolható-e az öregedés üteme, illetve hogy az alvásminőség javítása kedvezően alakíthatja-e az életkilátásokat.