Badacze zidentyfikowali pięć odrębnych etapów architektury mózgu. Rozwijają się od niemowlęctwa aż po późne lata 80. życia.
Mózg zmienia się wraz z wiekiem. Nowe badanie precyzyjnie wskazuje, kiedy te zmiany zachodzą.
Struktura mózgu przechodzi przez pięć wyraźnych faz, wyznaczanych przez cztery punkty zwrotne: w wieku 9, 32, 66 i 83 lat, wynika z badania opublikowanego wczasopiśmie Nature Communications.
To pierwsze badanie, które identyfikuje kluczowe etapy kształtowania połączeń neuronalnych w ciągu całego życia. Rzuca nowe światło na to, na co mózg może być szczególnie podatny na różnych etapach życia, na przykład trudności w uczeniu się u dzieci oraz schorzenia związane z wiekiem, takie jak demencja.
„Patrząc wstecz, wielu z nas czuje, że nasze życie miało różne etapy”, powiedział Duncan Astle, główny autor badania i profesor neuroinformatyki na Uniwersytecie Cambridge.
„Okazuje się, że mózg także przechodzi przez takie okresy”, dodał w oświadczeniu.
Zespół Astle’a porównał skany mózgu około 3,8 tys. osób w wieku od 0 do 90 lat. Skany pokazują, jak cząsteczki wody przemieszczają się w mózgu, co pozwoliło badaczom odwzorować połączenia neuronalne i wyłapać kluczowe momenty zmian rozwojowych w ciągu życia.
W pierwszym etapie, od niemowlęctwa do około 9. roku życia, powstają miliardy nowych połączeń neuronalnych, a nieaktywne są przycinane. Zarówno istota szara, jak i biała szybko rosną.
Istota szara przetwarza i interpretuje informacje, a istota biała przekazuje je do innych części układu nerwowego, stanowiąc sieć komunikacyjną mózgu.
Ten proces prowadzi do maksymalnej grubości kory mózgowej oraz silnego pofałdowania kory, czyli grzbietów na zewnętrznej powierzchni mózgu. Oba te elementy uważa się za kluczowe dla zdrowia i rozwoju mózgu.
Potem mózg wchodzi w okres adolescencji, który cechuje wzrost istoty białej i coraz bardziej efektywne połączenia między różnymi częściami układu nerwowego.
Co istotne, okres adolescencji trwa średnio do 32. roku życia, ustalili autorzy. Następnie zaczyna się dorosłość, którą badacze nazwali „najsilniejszym topologicznym punktem zwrotnym” naszego życia.
Struktura mózgu stabilizuje się na początku lat 30. i przez trzy dekady pozostaje względnie stała, po czym wchodzi w kolejny etap. Około 66. roku życia mózg przechodzi w fazę „wczesnego starzenia”, w której istota biała zaczyna się degradować, co ogranicza te połączenia.
„To wiek, w którym rośnie ryzyko wielu schorzeń wpływających na mózg, takich jak nadciśnienie”, powiedziała Alexa Mousley, główna autorka badania i badaczka z Uniwersytetu Cambridge.
Ostatni etap zaczyna się około 83. roku życia. Łączność nadal spada, a mózg coraz bardziej polega na niektórych obszarach, choć danych dla tej fazy jest niewiele.
Badacze podkreślają, że te ustalenia mogą pomóc zrozumieć neuronalne podstawy zaburzeń wpływających na uwagę, język, pamięć i zachowanie.
„To może wyjaśnić, dlaczego u części osób mózg rozwija się inaczej w kluczowych momentach życia, czy to trudności w uczeniu się w dzieciństwie, czy demencja w późniejszych latach”, dodała Mousley.