Масштабное исследование определило четыре переломных момента развития мозга
Крупное исследование, проведенное нейробиологами из Кембриджского университета (Великобритания) и Питтсбургского университета (США), выявило, что архитектура человеческого мозга претерпевает несколько масштабных преобразований на протяжении жизни. Ученые проанализировали МРТ-снимки 3802 человек от младенчества до 90 лет и обнаружили четыре ключевых переломных момента, которые разделяют жизнь мозга на пять отчетливых эпох.
Как поясняют исследователи, человеческий мозг не является жестко запрограммированной структурой, а представляет собой пластичный орган, постоянно перестраивающий себя. Результаты работы показывают, что эти перестройки происходят не плавно, а скачкообразно в определенные возрастные периоды. Переломные моменты приходятся примерно на 9, 32, 66 и 83 года, формируя пять эпох: детство, юность, зрелость, раннее старение и позднее старение.
Первая эпоха длится от рождения до 9 лет. Она начинается с быстрого расширения серого и белого вещества, однако ближе к половому созреванию этот чрезмерно разросшийся «куст» нейронных связей начинает консолидироваться, а связи — прореживаться, чтобы стать более эффективными. Вторая эпоха, юность, характеризуется активной выработкой половых гормонов. Белое вещество продолжает увеличиваться в объеме, а сети мозга проходят еще большую оптимизацию, улучшая эффективность коммуникации.
Согласно исследованию, мозг достигает зрелости позже, чем принято считать. Примерно в 32 года архитектура мозга стабилизируется, и в этот период наблюдаются самые значительные изменения в его проводке по сравнению с другими переломными точками. Начинается медленный процесс, при котором регионы мозга становятся более сегрегированными и компартментализированными, и он продолжается в течение трех десятилетий.
Затем, около 66 лет, архитектура мозга демонстрирует первые признаки ухудшения. Его структурные сети становятся более разреженными, нейронные связи снижаются по плотности и становятся менее эффективными. Исследователи связывают это с постепенной реорганизацией сетей мозга и началом дегенерации белого вещества. К 83 годам наступает пятая эпоха, для которой характерно явное снижение общей связности мозга. На этом этапе когнитивная нагрузка смещается с глобальных сетей на локальные, которым приходится брать на себя основную работу.
Ученые подчеркивают, что эти эпохи предоставляют важный контекст для понимания того, к чему наш мозг может быть более предрасположен или уязвим на разных этапах жизни. Это может помочь в изучении таких различных состояний, как трудности в обучении в детстве или деменция в пожилом возрасте.
Исследование было в журнале Nature Communications.