Nasza funkcja mózgu jest daleka od statycznej przez całe życie. Już teraz wiemy, że nasza zdolność do nauki oraz ryzyko spadku funkcji poznawczych różni się od momentu narodzenia aż do 90. teraz, naukowcy mogą odkryć potencjalny powód tego zjawiska: okazuje się, że przewodnictwo mózgu przechodzi przez cztery główne punkty zwrotne w wieku 9, 32, 66 i 83 lat.
Poprzednie badania sugerują, że nasze ciała przechodzą przez trzy szybkie fazy starzenia się około 40, 60 i 80 lat. Ale złożoność mózgu sprawia, że jest trudniejsza do zrozumienia.
Mózg ma wyraźne obszary, które wymieniają informacje poprzez struktury miąższu białego – struktury przewodzące z galaretowiczastymi projekcjami, zwane aksonami, które projektują z neuronów lub komórek mózgowych. Te połączenia wpływają na naszą kognicję, taką jak pamięć. Jednak nie było wiadomo, czy główne zmiany w tej przewodności zachodzą przez całe życie. „Nikt jeszcze nie połączył wielu wskaźników, aby scharakteryzować fazy przewodzenia mózgu” – mówi Alexa Mousley z Uniwersytetu w Cambridge.
Aby wypełnić tę lukę w wiedzy, Mousley i jej koledzy analizowali badania MRI mózgu około 3800 osób w Wielkiej Brytanii i USA, które były głównie białe i miały od noworodków do 90 lat. Skany te były wcześniej przeprowadzane w ramach różnych projektów obrazowania mózgu, z których większość wykluczała osoby z chorobami neurodegeneracyjnymi lub zdrowotnymi.
Uczony stwierdzili, że wśród osób, które osiągnęły 90 lat, przewodnictwo mózgu zazwyczaj przechodziło przez pięć głównych faz, rozdzielonych czterema kluczowymi punktami zwrotnymi.
W pierwszej fazie, która występuje między narodzeniem a 9 rokiem życia, wydaje się, że struktury miąższu białego między obszarami mózgu stają się dłuższe lub bardziej zawoalowane, co sprawia, że są mniej wydajne. „Informacje przechodzą między regionami dłużej” – mówi Mousley.
To może być spowodowane tym, że nasz mózg jest przepełniony wieloma połączeniami jako niemowlęta, ale w miarę wzrostu i doświadczenia, te, których nie używamy, stopniowo zostają przycięte. Mózg wydaje się priorytetowo tworzyć szeroki zakres połączeń przydatnych np. do nauki gry na pianinie, kosztem ich mniejszej efektywności – mówi Mousley.
Ale podczas drugiej fazy, między 9 a 32 rokiem życia, ten wzorzec wydaje się odwracać, co potencjalnie jest spowodowane początkiem dojrzewania i zmianami hormonalnymi wpływających na rozwój mózgu – mówi Mousley. „Nagle mózg zwiększa efektywność połączeń – stają się krótsze, dzięki czemu informacje przekazują się z jednego miejsca do drugiego szybciej.” To może wspierać rozwój umiejętności planowania i podejmowania decyzji, a także poprawy wydajności poznawczej, takie jak pamięć robocza – mówi Mousley.
Następna faza jest najdłuższa, trwa od 32 do 66 lat. „To punkt w twoim życiu, w którym mózg oczywiście się zmienia, ale znacznie mniej” – mówi Mousley. Konkretnie połączenia między obszarami mózgu znowu stopniowo tracą efektywność – mówi. „Nie jest jasne, co dokładnie kieruje tą zmianą, ale lata 30. korelują z wieloma różnymi istotnymi zmianami w życiu codziennym – na przykład rodzeniem dzieci, osiedlaniem się – więc to mogło odegrać rolę” – mówi Mousley. Może to być również zwykły proces zużycia ciała – mówi Katya Rubia z King’s College London.
Od 66 do 83 lat badacze znaleźli, że połączenia między neuronami w tym samym obszarze mózgu wydają się być bardziej stabilne niż między tymi w różnych obszarach. „Jest to interesujące, ponieważ w tym czasie istnieje coraz większe ryzyko rozwoju chorób takich jak demencja i ogólne problemy zdrowotne” – mówi Mousley.
W ostatniej fazie, od 83 do 90 lat, połączenia między obszarami mózgu słabną i coraz bardziej przechodzą przez „węzły”, które łączą wiele obszarów. „sugeruje to, że zasoby do utrzymania połączeń w tej fazie są mniejsze, więc mózg coraz bardziej polega na korzystaniu z określonych obszarów jako węzłów połączeń” – mówi Mousley.
Zrozumienie takich zmian mózgu mogłoby pomóc w wyjaśnieniu, dlaczego stany zdrowia psychicznego zazwyczaj występują przed 25 rokiem życia i dlaczego osoby powyżej 65 lat są szczególnie narażone na demencję – mówi.
„Ważne jest zrozumienie normalnych punktów zwrotnych w strukturze mózgu przez ludzkie życie, abyśmy mogli w przyszłych badaniach zbadać, co odbiega w przypadku chorób psychicznych lub neurodegeneracyjnych” – mówi Rubia. „Gdy zrozumiesz, co odbiega, to może pomóc znaleźć sposoby na leczenie. Na przykład, można zbadać, które czynniki środowiskowe czy substancje chemiczne powodują różnice i znaleźć sposoby na ich odwrócenie za pomocą terapii, polityki lub leków.”
Ale najpierw potrzebne są dalsze badania, aby sprawdzić, czy wyniki mają zastosowanie do bardziej etnicznie i geograficznie zróżnicowanych populacji – mówi Rubia.
