Ученые из Института нейронаук имени Ву Цая при Стэнфордском университете установили, что повседневные привычки животных в период среднего возраста могут служить индикаторами ожидаемой продолжительности их жизни. В ходе исследования, опубликованного в журнале Science, специалисты вели непрерывное наблюдение за африканскими бирюзовыми киллифиш. Этот вид рыб отличается коротким жизненным циклом в четыре–восемь месяцев, обладая при этом сложной структурой мозга, что делает его подходящей моделью для изучения процессов старения позвоночных.
Исследователи разработали автоматизированную систему мониторинга, фиксировавшую каждое движение 81 особи в индивидуальных резервуарах на протяжении всей их взрослой жизни. На основе анализа миллиардов видеокадров были выделены около ста поведенческих элементов – так называемых слогов, из которых складываются циклы активности и отдыха. Выяснилось, что при идентичных условиях содержания и схожей генетике рыбы старели с разной скоростью, а различия в их поведении проявлялись задолго до естественной смерти.
Маркеры долголетия стали заметны в возрасте от 70 до 100 дней. Особи, прожившие дольше, отличались высокой активностью в светлое время суток и стабильным ночным сном. Напротив, рыбы с меньшей продолжительностью жизни чаще проявляли сонливость днем и передвигались медленнее. Алгоритмы машинного обучения позволили предсказывать срок жизни рыб, основываясь на данных о поведении всего за несколько дней в середине их жизненного цикла.
Одним из наиболее значимых выводов стало то, что старение протекает не плавно, а скачкообразно. У большинства подопытных зафиксировали от двух до шести резких сдвигов в поведении, каждый из которых длился несколько дней и сменялся периодами стабильности. Авторы работы сравнили этот процесс с игрой «Дженга», где конструкция остается устойчивой при извлечении многих элементов, пока одно критическое изменение не приводит к резкому обрушению всей структуры. Подобная ступенчатая архитектура согласуется с данными исследований на людях, которые показывают, что молекулярные изменения в организме происходят волнами, особенно в среднем и пожилом возрасте.
Анализ активности генов в различных органах выявил выраженные различия в печени. У рыб с короткой траекторией жизни гены, отвечающие за синтез белков и поддержание жизнедеятельности клеток, работали более интенсивно. Это указывает на то, что внешние изменения в привычках напрямую связаны с внутренними биологическими процессами.
Специалисты полагают, что полученные данные могут быть применены для мониторинга старения человека. С учетом распространения носимых устройств, отслеживающих физическую активность и фазы сна, подобные поведенческие маркеры могут стать инструментом для оценки состояния здоровья. В дальнейшем авторы, которые продолжат исследовательскую деятельность в Принстонском университете, планируют изучить возможность изменения траекторий старения через корректировку режима сна и диеты.
