Epoki rozwoju mózgu. Tak zmienia się jego działanie przez całe życie

Badania przeprowadzili naukowcy z jednostki naukowej MRC Cognition and Brain Sciences Unit na uniwersytecie w Cambridge. Porównano mózgi 3802 osób w wieku od 0 do 90 lat. Wykorzystano do tego dane uzyskane z dyfuzyjnego rezonansu magnetycznego. Śledzono ruchy cząsteczek wody w mózgu, w ten sposób tworząc mapy połączeń neuronowych.

Naukowcy opublikowali wyniki badań w czasopiśmie "Nature Communications". Odkryto cztery główne punkty zwrotne w czasie ludzkiego życia, dzieląc je na pięć faz. To pierwsze badanie, gdzie określono fazy rozwoju połączeń mózgowych w życiu.

• Pierwsza faza - trwa od urodzenia do 9 roku życia. Wówczas dziecko wchodzi w drugi okres.
• Druga faza - pierwszy punkt zwrotny to wiek około 9 lat. Ta faza trwa średnio do 32. roku życia.
• Trzecia faza - to najdłuższy etap. Neurony wchodzą w czas dorosłego życia, co trwa do 66 roku życia.
• Czwarta faza - w wieku około 66 lat wchodzimy w fazę "wczesnego starzenia się".
• Piąta faza - to okres po około 83. roku życia.

- Wiemy, że struktura mózgu odgrywa kluczową rolę w naszym rozwoju, ale nie mamy pełnego obrazu tego, jak zmienia się ona w ciągu naszego życia i dlaczego - powiedziała dr Alexa Mousley, stypendystka Gates Cambridge, która kierowała badaniami.

A czym charakteryzują się poszczególne epoki rozwoju mózgu?

• Mózg dziecięcy

Od urodzenia do około 9. roku życia mózg przechodzi proces "konsolidacji sieci". Dzieci rodzą się z ogromną liczbą synaps - połączeń między neuronami. Z czasem część z nich znika, a te najczęściej używane zostają wzmocnione.

W tym okresie cały mózg rozwija się według podobnego schematu. Rośnie ilość istoty szarej i białej, a kora mózgu staje się grubsza. Utrwalają się też charakterystyczne "fałdy" na powierzchni mózgu.

Około 9. roku życia pojawia się pierwszy ważny punkt zwrotny. Zmienia się wtedy sposób pracy mózgu, co wpływa na rozwój zdolności poznawczych, ale też może zwiększać ryzyko niektórych zaburzeń psychicznych.

• Mózg nastolatka

W okresie dojrzewania nadal rośnie ilość istoty białej, co usprawnia komunikację między różnymi częściami mózgu. Dzięki temu myślimy szybciej i sprawniej.

Ta era to czas, kiedy mózg staje się najbardziej efektywny - zarówno pod względem lokalnych połączeń, jak i szybkiej komunikacji w całej sieci neuronów. Największe nasilenie tych zmian przypada na około 30 - 32 roku życia. To moment, w którym struktura mózgu najbardziej zmienia kierunek swojego rozwoju.

Choć dojrzewanie ma wyraźny początek, to jego koniec trudno dokładnie wyznaczyć. Analiza budowy mózgu sugeruje, że zmiany typowe dla dojrzewania kończą się właśnie około trzydziestki.

• Mózg dorosłego

Po 32. roku życia zaczyna się najdłuższy etap - dorosłość. Struktura mózgu stabilizuje się i przez około trzy dekady nie występują duże punkty zwrotne. Ten okres odpowiada temu, co inne badania opisują jako względnie stały poziom inteligencji i osobowości.

W tym czasie bardziej widoczna staje się tzw. segregacja - różne obszary mózgu zaczynają działać bardziej niezależnie, dzieląc się na wyspecjalizowane części.

• Wczesne starzenie się mózgu

Kolejny punkt zwrotny przypada na około 66. rok życia. Choć zmiany nie są tak gwałtowne jak w poprzednich fazach, badacze zauważają, że wtedy kończy się powolna reorganizacja sieci połączeń mózgowych. To prawdopodobnie efekt naturalnego starzenia się, w tym stopniowego pogarszania się istoty białej.

To także wiek, w którym rośnie ryzyko chorób wpływających na mózg, takich jak np. nadciśnienie.

• Późne starzenie się mózgu

Ostatni punkt zwrotny następuje około 83. roku życia. Rozpoczyna się wtedy końcowa faza rozwoju struktury mózgu.

Dane są tu bardziej ograniczone, ale widać wyraźnie, że połączenia w całym mózgu słabną. Regiony mózgowe stają się bardziej zależne od lokalnych sieci, a globalna komunikacja stopniowo się pogarsza.

Źródło: Scientists identify five ages of the human brain over a lifetime, University of Cambridge