Группа нейробиологов из Кембриджского университета в Великобритании выявила пять основных фаз развития структуры мозга в течение жизни человека. Эти этапы происходят по мере того, как мозг перестраивается, чтобы поддерживать разные способы мышления в процессе роста, взросления и последующего старения.
Основные поворотные моменты:
* 9 лет (архитектура детского мозга).
* 32 года (архитектура мозга взрослого человека).
* 66 лет (раннее старение).
* 83 года (позднее старение).
Исследование
В исследовании учёные сравнили мозг 3802 человек в возрасте от 0 до 90 лет, используя наборы данных диффузионной МРТ. Эти типы МРТ-снимков отображают нейронные связи, отслеживая движение молекул воды через ткань мозга.
Учёные обнаружили пять основных фаз развития структуры мозга, разделённые четырьмя ключевыми поворотными моментами между рождением и смертью.
Детальный обзор поворотных моментов
Возраст 9 лет: от младенца к ребёнку
В период от младенчества до раннего детства структура мозга определяется консолидацией сетей. Все соединители между нейронами, называемые синапсами, которые были чрезмерно продуцированы в мозге младенца, сокращаются. Более активные синапсы выживают, формируя раннюю архитектуру мозга.
По всему мозгу эти связи перестраиваются по одному и тому же шаблону от рождения примерно до девяти лет. Тем временем серое и белое вещество быстро увеличиваются в объёме.
Возраст 32 года: формирование мозга взрослого человека
В начале 30-х годов нейронная проводка мозга переходит в режим взрослого человека. Белое вещество продолжает расти в объёме, поэтому коммуникационные сети мозга становятся всё более совершенными. Эти изменения поддерживают мозг на повышенном уровне когнитивных способностей, которые достигают пика в начале 30-х годов.
«Примерно в возрасте 32 лет мы наблюдаем наиболее выраженные изменения в проводке и самый большой общий сдвиг в траектории по сравнению со всеми другими поворотными моментами», — сказала доктор Алекса Мусли, соавтор исследования. «В то время как пубертатный период предлагает чёткое начало, конец подросткового возраста гораздо сложнее определить с научной точки зрения. Основываясь исключительно на нейронной архитектуре, мы обнаружили, что подростковые изменения в структуре мозга заканчиваются примерно в начале тридцатых годов».
Возраст 66 лет: начало раннего старения
Этот поворотный момент в середине 60-х годов знаменует начало фазы «раннего старения» архитектуры мозга. Это более мягкий период, который не определяется какими-либо серьёзными структурными сдвигами. Однако команда всё же обнаружила значимые изменения в структуре мозговых сетей в среднем в возрасте 66 лет.
«Данные свидетельствуют о том, что постепенная реорганизация мозговых сетей завершается к середине шестого десятка, — сказала Мусли. — Это, вероятно, связано со старением, с дальнейшим снижением связности, поскольку белое вещество начинает дегенерировать. Это возраст, когда люди сталкиваются с повышенным риском различных заболеваний, которые могут повлиять на мозг, таких как гипертония».
Возраст 83 года: позднее старение
Последний поворотный момент наступает примерно в 83 года. Данные для этой финальной эры более ограничены, но определяющей чертой является переход от глобального к локальному. Глобальная связность мозга снижается ещё больше, и он полагается на определённые регионы, в то время как другие угасают.
«Оглядываясь назад, многие из нас чувствуют, что наша жизнь характеризовалась различными этапами, — добавил соавтор исследования и нейробиолог Дункан Астл. — Многие неврологические и психические заболевания связаны со способом подключения мозга. Действительно, различия в подключении мозга предсказывают трудности с вниманием, языком, памятью и множеством различных видов поведения».
Понимание того, что путь развития структуры мозга — это, как правило, несколько основных поворотных моментов, а не плавный прогресс, может помочь нейробиологам лучше определить, когда и как проводка становится более уязвимой.