Funkcja ludzkiego mózgu nie jest ustalona; ulega znaczącym zmianom przez całe życie. Ostatnie badania pokazują, że okablowanie mózgu zmienia się radykalnie w czterech kluczowych wiekach: 9, 32, 66 i 83 lat. Te punkty zwrotne wpływają na wydajność poznawczą, od wczesnego uczenia się po pogorszenie w starszym wieku.
Cztery fazy połączeń mózgowych
Aby zmapować te zmiany, naukowcy przeanalizowali skany MRI prawie 3800 osób w Wielkiej Brytanii i USA (głównie białych uczestników). Z badania wykluczono osoby z wcześniej zdiagnozowanymi zaburzeniami neurodegeneracyjnymi lub psychiatrycznymi, aby skupić się na typowym rozwoju mózgu. Wyniki wykazały pięć odrębnych faz okablowania mózgu, oddzielonych krytycznymi punktami wieku.
Faza 1: Od urodzenia do 9. roku życia – Rozszerzanie kontaktów
Od urodzenia do dziewiątego roku życia mózg rozwija dłuższe, bardziej złożone włókna istoty białej. Włókna te stanowią ścieżki wymiany informacji między obszarami mózgu. Jednakże zwiększenie długości sprawia, że te połączenia są mniej skuteczne ; sygnały przemieszczają się dłużej. Ta wczesna ekspansja może być wynikiem tworzenia przez mózg wielu połączeń umożliwiających szybkie uczenie się, które następnie są eliminowane.
Faza 2: 9 do 32 lat – Optymalizacja wydajności
W wieku od dziewięciu do trzydziestu dwóch lat okablowanie mózgu zmienia kierunek. Więzy stają się krótsze i wydajniejsze, prawdopodobnie z powodu zmian hormonalnych w okresie dojrzewania. Optymalizacja ta wspiera rozwój umiejętności takich jak planowanie, podejmowanie decyzji i poprawiona pamięć robocza. Mózg przedkłada prędkość nad szeroką łączność, optymalizując wydajność w przypadku złożonych zadań.
Faza 3: Od 32 do 66 lat – Stopniowy spadek efektywności
Najdłuższa faza, trwająca od trzydziestu dwóch do sześćdziesięciu sześciu lat, charakteryzuje się powrotem do wolniejszych łączy. Chociaż zmiany zachodzą, są one mniej dramatyczne niż na wczesnych etapach. Czynniki związane ze stylem życia (takie jak posiadanie dzieci lub sytuacja zawodowa) mogą przyczynić się do tej zmiany, ale może to być również naturalna konsekwencja starzenia się. Ogólne zużycie ciała prawdopodobnie również odgrywa rolę.
Faza 4: od 66 do 83 lat – stabilność regionalna, zwiększone ryzyko
W wieku od sześćdziesięciu sześciu do osiemdziesięciu trzech lat połączenia w obszarach mózgu stają się bardziej stabilne, podczas gdy połączenia między regionami słabną. Może to zbiegać się ze zwiększonym ryzykiem chorób neurodegeneracyjnych, takich jak demencja. Wydaje się, że mózg konsoliduje zasoby, przedkładając połączenia lokalne nad komunikację na odległość.
Faza 5: Od 83 do 90 lat – Uzależnienie od ośrodków i osłabienie więzi
W końcowej fazie połączenia między obszarami mózgu w dalszym ciągu słabną, w coraz większym stopniu polegając na „węzłach” pełniących rolę centralnych punktów połączeń. Wskazuje to na ograniczone zasoby, zmuszając mózg do optymalizacji pozostałych ścieżek.
Dlaczego te odkrycia są ważne
Odkrycia te pomagają wyjaśnić, dlaczego zaburzenia psychiczne często pojawiają się przed dwudziestym piątym rokiem życia, ale ryzyko rozwoju demencji gwałtownie wzrasta po sześćdziesiątym piątym roku życia. Zrozumienie tych normalnych punktów zwrotnych może pomóc w zidentyfikowaniu nieprawidłowości w strukturze mózgu związanych ze stanami psychicznymi i neurodegeneracyjnymi. Identyfikacja przyczyn tych różnic (czynniki środowiskowe, chemikalia itp.) może prowadzić do opracowania terapii celowanych, w tym terapii, zmian w polityce lub opracowania leków.
Konieczne są jednak dalsze badania, aby potwierdzić te ustalenia w różnych populacjach. Obecne badania koncentrują się głównie na uczestnikach rasy białej, dlatego potrzebne są większe badania, aby zapewnić możliwość uogólnienia.
Odkrycia te podkreślają dynamiczną naturę mózgu w ciągu całego życia, podkreślając krytyczne punkty zwrotne, które kształtują wydajność poznawczą i podatność na pogorszenie funkcji poznawczych związane z wiekiem.
