В нескольких словах
Ученые идентифицировали четыре критических поворотных момента в развитии нейронных связей мозга, определяющих пять его «возрастов», что может помочь в понимании когнитивных и поведенческих нарушений.
Масштабное исследование выявило четыре фундаментальных переломных момента в развитии нейронных связей на протяжении всей жизни, что может помочь в понимании когнитивных и поведенческих нарушений.
В человеческом мозге обитает около 86 миллиардов нейронов. Это «таинственные бабочки души», как их называл нобелевский лауреат Сантьяго Рамон-и-Кахаль — главные клетки нервной системы, отвечающие за передачу всей информации, которая позволяет нам думать, смеяться, запоминать или дышать. Эти бабочки общаются, говорил Кахаль, посредством «поцелуев» — синапсов, и ткут сложные связи для передачи нервных импульсов, формирующих жизнь.
Однако эта сеть нейронных «дорог», населяющих мозг, не статична, она меняется и перестраивается на протяжении всей жизни. Исследование, опубликованное недавно в журнале Nature Communications, углубилось в то, как эти структуры организуются во времени, и идентифицировало пять возрастов человеческого мозга. То есть пять различных эпох нейронного развития. Авторы, группа ученых из Кембриджского университета (Великобритания), пришли к выводу, что в расположении этих нейронных сетей происходят критические изменения примерно в 9, 32, 66 и 83 года.
Сравнив мозг более 3800 человек в возрасте от нуля до 90 лет с помощью магнитно-резонансной томографии, отображающей нейронные связи, ученые обнаружили эти четыре переломных момента, которые отмечают начало и конец возрастных периодов мозга. Открытие не является маловажным, особенно если учесть, что способ связи мозга связан с неврологическими, психическими расстройствами и нарушениями нейроразвития. «Понимая ключевые переломные моменты, мы сможем лучше понять, к чему мозг наиболее уязвим в разные возрастные периоды. Чем больше мы узнаем об ожидаемых изменениях в связях мозга на протяжении всей жизни, тем лучше мы сможем отличить то, что считается здоровым и типичным изменением, от признаков чего-то, связанного с расстройством», — объясняет Алекса Маусли, автор исследования.
Первый переломный момент, который обнаружили исследователи, находится в районе девяти лет. До этого, утверждают они, в мозге детей происходит «консолидация сети» нейронов, где выживают наиболее активные синапсы и происходит увеличение серого вещества (содержащего нейроны) и белого (состоящего из связей). Но в конце этой первой детской фазы — и совпадая с началом полового созревания — мозг переживает радикальное изменение в своей когнитивной и поведенческой способности.
Второй идентифицированный этап, который авторы называют «подростковым возрастом», длится от девяти до 32 лет. В этот период организация всей нейронной проводки остается более или менее постоянной: вся эта структура все больше уточняется, а связи становятся все более эффективными.
Однако то, что вторая фаза длится до тридцати лет, не означает, что мозг остается подростковым до этого возраста, уточняет Сандра Доваль, профессор-исследователь в Международном университете Ла-Риохи. В заявлениях порталу SMC España исследователь, которая не участвовала в этой работе, отмечает, что «исследование определяет, когда меняются паттерны реорганизации мозговой проводки, а не когда мозг созревает, стареет или снижает свои функциональные возможности». Фактически, сами авторы напоминают, что «переход во взрослую жизнь находится под влиянием культурных, исторических и социальных факторов», что делает его изменением, более зависящим от контекста, чем от биологии.
Самое сильное изменение
В 32 года исследователи из Кембриджа идентифицируют еще один переломный момент, «самое сильное изменение» в организации нейронных сетей за всю жизнь, по их словам. Это совпадает с пиком созревания белого вещества — другие исследования уже указывали, что в начале 30-х годов достигается потолок мозговой связности — и изменения в архитектуре нейронной сети, которые до этого происходили быстро, замедляются. Этот возраст мозга является самым длительным этапом и длится от 32 до 66 лет. «Этот период стабильности сети также соответствует плато в интеллекте и личности», — соглашаются авторы.
Есть еще один переломный момент в 66 лет, совпадающий с важным изменением в здоровье и когнитивных функциях в странах с высоким доходом, напоминают ученые. Действительно, именно с этих возрастов могут начать появляться деменция или гипертония, которые также связаны с когнитивным ухудшением и ускоренным старением. Эта фаза длится до 83 лет.
Примерно в этом возрасте происходит последний из переломных моментов, выявленных исследователями из Кембриджа, и начинается последний возраст мозга. Хотя они признают, что данные по этой фазе ограничены, они все же обнаруживают, что различные области мозга испытывают больше трудностей в общении.
Маусли утверждает, что то, как мозг меняет связи на протяжении жизни, может помочь «лучше понять связанные изменения в когнитивных функциях и поведении». «Понимание этих колебаний может помочь нам понять, как люди меняются на протяжении жизни и почему они уязвимы к различным расстройствам в разных возрастах», — объясняет исследователь в ответе по электронной почте.
Рафаэль Ромеро Гарсия, директор Лаборатории нейровизуализации и мозговых сетей Севильского университета, заявил SMC, что это «тщательное исследование», и, хотя оно имеет признанные авторами ограничения — например, анализ не был разделен по полу, а мужчины и женщины могут иметь разные темпы развития — он отмечает: «Это большой вклад, который позволил выявить моменты перелома в развитии и может помочь нам лучше понять мозговые нарушения, связанные с расстройствами нейроразвития и деменцией».
Этот ученый, который также не участвовал в исследовании, тем не менее, уточняет, что не следует интерпретировать эти этапы созревания мозга как «строгие границы». «Различие между созреванием и старением относительно произвольно. Кроме того, следует учитывать, что исследование фокусируется только на связности мозга, оно не анализирует, как изменяются в эти периоды когнитивные аспекты, такие как обучение, память, способность решать проблемы и т. д.», — отмечает он.
Для Сандры Доваль «результаты замечательно согласуются с известными вехами нейроразвития и старения», но она также подчеркивает ограничения исследования — еще один пример: люди старше 60 лет, вероятно, более здоровы, чем средний показатель для их возраста, и это может неточно отражать типичное старение — и призывает к осторожности при интерпретации выводов, хотя и признает их «научную значимость». «Эти выводы не генерируют немедленных прямых клинических рекомендаций, а скорее устанавливают ценный научный контекст для будущих исследований критических окон профилактического или терапевтического вмешательства на разных этапах жизни.»
