Най-съществената промяна е отчетена около 32-годишна възраст
Човешкият мозък не се развива и не старее равномерно през целия живот. Ново изследване установява четири възрастови граници – около 9, 32, 66 и 83 години, когато настъпват значими промени в организацията на мозъчните невронни връзки. Те разделят живота на пет основни периода от гледна точка на развитието на мозъчната мрежа. Резултатите са публикувани в списание Nature Communications.
Най-съществената промяна е отчетена около 32-годишна възраст. Това не означава, че човек остава „психологически юноша“ до 32 години или че мозъкът внезапно преминава в нов етап на тази възраст. Става дума за средната възраст, около която се променя посоката на развитие на структурната организация на мозъка – системата от невронни връзки, чрез която различните му части обменят информация.
„Не казваме, че хората в края на двайсетте си години се държат като тийнейджъри или че мозъкът им изглежда като тийнейджърски мозък. Става въпрос за модел на промяна“, обяснява Алекса Мъсли от Университета в Кеймбридж, която ръководи изследването.
Учените сравняват мозъка с градска транспортна система. Отделните мозъчни области могат да бъдат представени като квартали, а нервните влакна – като пътища, които ги свързват.
Някои от връзките осигуряват комуникация между близко разположени области, докато други позволяват бърз обмен на информация между отдалечени части на мозъка. Изследователите са проследили колко ефективно се движи информацията в тази мрежа, как са организирани мозъчните региони в специализирани системи и кои области функционират като ключови комуникационни центрове.
Екипът е анализирал данни от девет големи бази данни с изображения на мозъка, включващи общо 4216 души на възраст от раждането до 90 години. Основният анализ е обхванал 3802 здрави невротипични участници.
Изследователите са използвали дифузионно-магнитно-резонансно изобразяване – метод, който проследява движението на водните молекули през мозъчната тъкан. Тъй като водата се движи по-лесно по нервните влакна, отколкото през тях, техниката позволява да се оцени структурата на големите снопове от нервни влакна и да се картографират връзките между различните мозъчни области.
Учените са изследвали 12 характеристики на мозъчната мрежа, след което са използвали изчислителен метод, за да сведат сложните данни до по-малък брой измерения. След стотици анализи най-често се открояват едни и същи възрастови граници – около 9, 32, 66 и 83 години. Именно около тях траекторията на развитие на мозъчната мрежа променя посоката си.
През първите години от живота мозъкът създава огромен брой синапси – местата, през които нервните клетки обменят сигнали. След това започва процесът на синаптично „подрязване“. По-често използваните връзки се укрепват, докато тези, които се използват по-рядко, постепенно се премахват.
Така мозъкът преминава от изключително гъста мрежа към по-ефективна и специализирана система.
Промяната около деветгодишна възраст приблизително съвпада с ускоряването на определени когнитивни и хормонални процеси и с началото на пубертета. Проучването обаче не доказва, че пубертетът причинява промяната в мозъчната мрежа.
Между 9 и 32 години връзките между отдалечените части на мозъка стават по-ефективни, а комуникацията в рамките на цялата мрежа се интегрира в по-голяма степен.
През този период продължава и узряването на бялото вещество. Пътищата, по които се предава информацията, стават все по-ефективни. Именно тогава се наблюдава най-голямата от четирите установени повратни точки.
След 32-годишна възраст започва най-дългият и сравнително стабилен период от развитието на мозъчната мрежа. Промените продължават, но протичат по-бавно.
Цялостната интеграция на мозъчната мрежа постепенно намалява, докато отделните региони се организират все по-силно в специализирани системи.
Това не означава, че интелигентността, личността или всички когнитивни способности достигат своя пик точно на 32 години. Изследването не е измервало интелигентността, личността или ежедневното поведение, а се е фокусирало върху структурната организация на мозъчните връзки.
Около 66-годишна възраст започва нов етап, свързан с по-изразено стареене на мозъчната мрежа. Връзките в бялото вещество постепенно отслабват, а мрежата става по-модулна.
Това означава, че отделните области остават добре свързани в рамките на собствените си локални системи, но имат по-малко връзки с други системи.
След около 83-годишна възраст връзките между основните мозъчни области отслабват допълнително. Според резултатите мозъкът започва да разчита в по-голяма степен на по-малък брой ключови комуникационни центрове.
Този резултат трябва да се тълкува предпазливо, тъй като в най-възрастната група са участвали само 93 души.
Неврологът и професор в Медицинския факултет в Загреб Сречко Гайович посочва като едно от основните предимства на изследването големия брой участници и използването на съвременни методи за магнитно-резонансно изобразяване на мозъчните връзки.
Според него обединяването на девет независими и публично достъпни бази данни позволява да бъде получена широка картина на промените в мозъка през различните етапи от човешкия живот.
Гайович обаче отбелязва, че установените възрастови граници са изненадващи и че причините за настъпването на тези промени все още не са изяснени.
Едно от основните ограничения на изследването е, че то е напречно, а не надлъжно. Това означава, че учените не са проследявали едни и същи хора от детството до старостта. Вместо това са сравнявали участници от различни възрастови групи.
Поради това част от установените различия може да се дължат на особености на отделните поколения, а не непременно на промените, които всеки човек преживява с напредването на възрастта.
Ограничението е особено важно при най-възрастните групи, където броят на участниците е сравнително малък.
Въпреки това изследването показва, че развитието и стареенето на мозъка не са линейни процеси. Неговата вътрешна мрежа преминава през периоди на бързи промени и по-дълги етапи на относителна стабилност. Четирите установени повратни точки дават на учените нови ориентири за изследване на начина, по който човешкият мозък се променя от детството до дълбока старост.
