ประสาทวิทยาศาสตร์ของการสูงวัยคือการศึกษาการเปลี่ยนแปลงในระบบประสาทที่เกิดขึ้นกับการสูงวัย การสูง วัยเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างในระบบประสาทส่วนกลางเช่น การฝ่อเล็กน้อยของเปลือกสมอง ซึ่งถือว่าไม่เป็นพยาธิสภาพ การสูงวัยยังเกี่ยวข้องกับโรคทางระบบประสาทและโรคความเสื่อมของระบบประสาทหลายชนิด เช่น โรคกล้ามเนื้ออ่อนแรง (amyotrophic lateral sclerosis ) ภาวะ สมองเสื่อมภาวะ บกพร่อง ทางสติปัญญาเล็กน้อยโรคพาร์กินสันและโรคครอยซ์เฟลด์-จาคอบ^{[ 1 ]}

การสร้างเซลล์ประสาทใหม่เกิดขึ้นน้อยมากในผู้ใหญ่ โดยเกิดขึ้นเพียงเล็กน้อย ใน ไฮโปทาลามัสและสไตรอาตัม ในกระบวนการที่เรียกว่า การสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในผู้ใหญ่ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม กิจกรรมทางกาย และความเครียด (ซึ่งสามารถกระตุ้นหรือขัดขวางกระบวนการนี้ได้) เป็นปัจจัยสำคัญด้านสิ่งแวดล้อมและสรีรวิทยาที่มีผลต่อการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในผู้ใหญ่^{[ 2 ]}การกระตุ้นประสาทสัมผัส ปฏิสัมพันธ์ทางสังคม และความท้าทายทางปัญญา สามารถอธิบายถึงสภาพแวดล้อมที่อุดมสมบูรณ์ได้^{[ 3 ]}การออกกำลังกายมักเพิ่มการสืบพันธุ์ของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทและช่วยลดการลดลงของการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ที่เกี่ยวข้องกับอายุ ปริมาตรสมองลดลงประมาณ 5% ต่อทศวรรษหลังจากอายุสี่สิบปี ปัจจุบันยังไม่ชัดเจนว่าเหตุใดปริมาตรสมองจึงลดลงตามอายุ อย่างไรก็ตาม สาเหตุบางประการอาจรวมถึงการตายของเซลล์ ปริมาตรเซลล์ลดลง และการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างของไซแนปส์ การเปลี่ยนแปลงปริมาตรของสมองนั้นไม่สม่ำเสมอในแต่ละบริเวณ โดยคอร์เทกซ์ส่วนหน้ามีปริมาตรลดลงมากที่สุด รองลงมาคือ สไตรอาตัม กลีบขมับ เวอร์มิสของสมอง น้อย ซีกสมองน้อย และฮิปโปแคมปัส ตามลำดับ ^{[ 4 ]}อย่างไรก็ตาม การทบทวนหนึ่งพบว่า อะมิกดาลาและคอร์เทกซ์ส่วนหน้าด้านล่างยังคงไม่ฝ่อลงมากนัก ซึ่งสอดคล้องกับการค้นพบว่าความมั่นคงทางอารมณ์เกิดขึ้นกับการสูงวัยที่ไม่เป็นพยาธิสภาพ^{[ 5 ]} การขยายตัวของโพรงสมอง ร่อง และรอยแยกเป็นเรื่องปกติในการสูงวัยที่ไม่เป็นพยาธิสภาพ^{[ 6 ]}

การเปลี่ยนแปลงอาจเกี่ยวข้องกับความยืดหยุ่นของระบบประสาทการทำงานของไซแนปส์ และช่องแคลเซียมที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้า^{[ 7 ]} การเกิดภาวะไฮเปอร์โพลาไรเซชันที่เพิ่มขึ้น ซึ่งอาจเกิดจากการควบคุมแคลเซียมที่ผิดปกติ ทำให้ลดอัตราการยิงของเซลล์ประสาทและความยืดหยุ่น ผลกระทบนี้เด่นชัดเป็นพิเศษในฮิปโปแคมปัสของสัตว์สูงอายุ และอาจเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดความบกพร่องทางความจำที่เกี่ยวข้องกับอายุ การเกิดภาวะไฮเปอร์โพลาไรเซชันของเซลล์ประสาทสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ระยะ ได้แก่ ไฮเปอร์โพลาไรเซชันเร็ว ปานกลาง และช้า ในเซลล์ประสาทของสัตว์สูงอายุ ระยะไฮเปอร์โพลาไรเซชันปานกลางและช้าเกี่ยวข้องกับการเปิดช่องโพแทสเซียมที่ขึ้นอยู่กับแคลเซียมเป็นเวลานาน มีการตั้งสมมติฐานว่าการยืดระยะนี้เป็นผลมาจากการควบคุมแคลเซียมที่ผิดปกติและการทำงานที่ลดลงของเส้นทางโคลินเนอร์จิก โดปามิเนอร์จิก เซโรโทเนอร์จิก และกลูตามิเนอร์จิก^{[ 8 ]}

ความจำแบบเหตุการณ์ (การจดจำเหตุการณ์เฉพาะ) จะค่อยๆ ลดลงตั้งแต่วัยกลางคน ในขณะที่ความจำแบบความหมาย (ความรู้ทั่วไปและข้อเท็จจริง) จะเพิ่มขึ้นจนถึงวัยชราตอนต้นแล้วจึงลดลงหลังจากนั้น^{[ 4 ]}ผู้สูงอายุอาจแสดงกิจกรรมที่ลดลงในบริเวณสมองเฉพาะระหว่างงานด้านการรับรู้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณขมับส่วนกลางที่เกี่ยวข้องกับการประมวลผลความจำ ในทางกลับกัน การทำงานของบริเวณสมองอื่นๆ ที่มากเกินไป โดยเฉพาะในคอร์เทกซ์ส่วนหน้า อาจมีส่วนร่วมในงานที่เกี่ยวข้องกับความจำ^{[ 9 ]}ผู้สูงอายุยังมีแนวโน้มที่จะใช้คอร์เทกซ์ส่วนหน้าบ่อยขึ้นระหว่าง งาน ความจำในการทำงานอาจเพื่อชดเชยการทำงานของผู้บริหาร ความบกพร่องเพิ่มเติมของการทำงานของการรับรู้ที่เกี่ยวข้องกับความชรา ได้แก่ ความเร็วในการประมวลผลที่ลดลงและความไม่สามารถจดจ่อได้ แบบจำลองที่เสนอเพื่ออธิบายการเปลี่ยนแปลงการทำงานระบุว่าประสิทธิภาพของระบบประสาทที่ลดลงซึ่งเกิดจากคราบอะไมลอยด์และการทำงานของโดปามีนที่ลดลงนำไปสู่การกระตุ้นชดเชย^{[ 10 ]} การประมวลผลสิ่งเร้าเชิงลบที่ลดลง เมื่อเทียบกับสิ่งเร้าเชิงบวก ปรากฏขึ้นในผู้สูงอายุและมีความสำคัญมากพอที่จะตรวจจับได้แม้กระทั่งการตอบสนองของระบบประสาทอัตโนมัติต่อสิ่งเร้าที่มีอารมณ์^{[ 11 ]} ผู้สูงอายุยังเกี่ยวข้องกับ การตอบสนองของ รีเฟล็กซ์ฝ่าเท้าและรีเฟล็กซ์เอ็นร้อยหวาย ที่ลดลง การนำไฟฟ้าของเส้นประสาทก็ลดลงเช่นกันในระหว่างการสูงวัยตามปกติ^{[ 12 ]}

ประมาณร้อยละ 20 ของผู้ที่มีอายุมากกว่า 60 ปีมีภาวะความผิดปกติทางระบบประสาท โดยความผิดปกติแบบเป็นช่วงๆ เป็นเรื่องที่พบได้บ่อยที่สุด รองลงมาคือความผิดปกติของการเคลื่อนไหวแบบนอกพีระมิดและความผิดปกติของเส้นประสาท^{[ 15 ]} โรคต่างๆ ที่มักเกี่ยวข้องกับผู้สูงอายุ ได้แก่

• โรคฝ่อของระบบหลายระบบ^{[ 16 ]}
• โรคพาร์กินสัน^{[ 17 ]}
• โรคอัลไซเมอร์^{[ 18 ]}
• โรคหลอดเลือดสมอง^{[ 19 ]}
• โรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงเอมีโอโทรฟิก^{[ 20 ]}
• โรค Creutzfeldt–Jakob ^{[ 21 ]}
• ภาวะสมองเสื่อมส่วนหน้าและส่วนขมับ^{[ 22 ]}
• ภาวะสมองเสื่อมที่มีเลวีบอดี้^{[ 23 ]}
• การเสื่อมสภาพของคอร์ติโคบาซัล^{[ 24 ]}
• ภาวะขาดเลือดชั่วคราว
• ภาวะสมองเสื่อมจากหลอดเลือด

การพับตัวผิดปกติของโปรตีนเป็นส่วนประกอบทั่วไปของพยาธิสรีรวิทยาที่เสนอของโรคที่เกี่ยวข้องกับความชราหลายชนิด อย่างไรก็ตาม หลักฐานยังไม่เพียงพอที่จะพิสูจน์เรื่องนี้ ตัวอย่างเช่น สมมติฐานเทาสำหรับโรคอัลไซเมอร์เสนอว่าการสะสมของโปรตีนเทาส่งผลให้โครงสร้างไซโตสเกเลตัน ของเซลล์ประสาทแตกสลาย นำไปสู่โรคอัลไซเมอร์^{[ 25 ]}กลไกที่เสนออีกอย่างหนึ่งสำหรับโรคอัลไซเมอร์เกี่ยวข้องกับการสะสมของอะไมลอยด์เบต้า^{[ 26 ]}ในกลไกที่คล้ายกับการแพร่กระจายของพรีออนในโรคครอยซ์เฟลด์-จาคอบ จนกระทั่งการศึกษาล่าสุด เชื่อกันว่าโปรตีนเทาเป็นสาเหตุของโรคอัลไซเมอร์ แต่เป็นการรวมกับอะไมลอยด์เบต้า^{[ 27 ]} ในทำนองเดียวกัน มีการตั้งสมมติฐานว่าโปรตีนอัลฟา-ไซนูคลีนจะสะสมในโรคพาร์กินสันและโรคที่เกี่ยวข้อง^{[ 28 ]}

การรักษาโรคทางระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับอายุแตกต่างกันไปในแต่ละโรค ปัจจัยเสี่ยงที่สามารถปรับเปลี่ยนได้สำหรับภาวะสมองเสื่อม ได้แก่โรคเบาหวานความ ดัน โลหิตสูงการสูบบุหรี่ ภาวะ โฮ โมซิ ส เตอีน ใน เลือดสูง ภาวะคอเลสเตอรอลในเลือดสูงและโรคอ้วน (ซึ่งมักเกี่ยวข้องกับปัจจัยเสี่ยงอื่นๆ อีกมากมายสำหรับภาวะสมองเสื่อม) ในทางตรงกันข้าม การดื่มและการสูบบุหรี่กลับช่วยป้องกันโรคพาร์กินสันได้ [ ^{30 ] [ 31 ] นอกจาก} นี้ การบริโภค กาแฟหรือคาเฟอีนยังให้ประโยชน์ในการป้องกันโรคทางระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับอายุอีกด้วย^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]} การบริโภคผลไม้ ปลา และผักช่วยป้องกันภาวะสมองเสื่อมได้ เช่นเดียวกับอาหารเมดิเตอร์เรเนียน^{[ 35} ] ในการทดลองกับสัตว์ พบว่าการจำกัดแคลอรี่ในระยะยาวช่วยลดความเสียหายของดีเอ็นเอจากออกซิเดชัน^{ได้[ 36 ]}การออกกำลังกายช่วยลดความเสี่ยงของการเสื่อมถอยทางสติปัญญาในวัยชราได้อย่างมีนัยสำคัญ^{[ 37 ]}และเป็นวิธีการรักษาที่มีประสิทธิภาพสำหรับผู้ที่เป็นโรคสมองเสื่อม^{[ 38 ] [ 39 ]}และ โรค พาร์กินสัน^{[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ]}