Te prekretnice dijele život na pet velikih razdoblja razvoja mozga, tvrde autori istraživanja objavljenog u časopisu Nature Communications.
Najveća promjena zabilježena je oko 32. godine. To ne znači da su ljudi do tada psihološki adolescenti niti da se mozak na 32. rođendan iznenada “prebacuje” u odrasli način rada. Riječ je o prosječnim dobnim tačkama u kojima se mijenja smjer razvoja njegove strukturne mreže, odnosno sustava veza kojima različita područja mozga međusobno komuniciraju.
“Ne tvrdimo da se ljudi u kasnim dvadesetima ponašaju poput tinejdžera, pa čak ni da njihov mozak izgleda poput mozga tinejdžera. Riječ je o obrascu promjene”, objasnila je voditeljica istraživanja Alexa Mousley s University of Cambridge.
Mozak kao velika prometna mreža
Mozak možemo zamisliti kao grad. Pojedina područja nalikuju četvrtima, a snopovi živčanih vlakana cestama koje ih povezuju. Neke veze služe lokalnom prometu, dok druge omogućuju brzu razmjenu informacija između udaljenih dijelova mozga.
Znanstvenike zanima koliko lako informacije putuju kroz cijelu mrežu, koliko su područja podijeljena u specijalizirane skupine te postoje li važna komunikacijska čvorišta.
Integracija opisuje povezanost cijele mreže, a segregacija njezinu podjelu na lokalne cjeline, primjerice one važne za vid ili pokrete. Centralnost pak govori koliko je neko područje važno kao komunikacijsko čvorište.
“Znamo da su veze u mozgu presudne za naš razvoj, no nedostajala nam je šira slika o tome kako se one mijenjaju tijekom života i zašto”, rekla je Mousley. “Ovo je prvo istraživanje koje je utvrdilo glavne faze razvoja moždanih veza tokom cijelog ljudskog života.”
Kako su pronađene četiri prekretnice?
Mousley i njezini suradnici Richard A. I. Bethlehem, Fang-Cheng Yeh i Duncan E. Astle prikupili su podatke iz devet velikih skupova snimaka mozga. Ukupni uzorak obuhvatio je 4216 ljudi u dobi od rođenja do 90. godine. Glavna analiza provedena je na 3802 zdrava neurotipična sudionika.
Znanstvenici su koristili difuzijsku magnetsku rezonanciju, metodu koja prati kretanje molekula vode kroz moždano tkivo. Budući da se voda lakše kreće uzduž živčanih vlakana nego poprijeko, računalo može procijeniti smjer protezanja velikih snopova bijele tvari i izraditi kartu moždanih veza. Bijela tvar uglavnom se sastoji od živčanih vlakana obavijenih mijelinom, izolacijskim slojem koji ubrzava prijenos signala.
Autori su izračunali 12 svojstava moždane mreže, a potom računalnom metodom UMAP složene podatke sveli na manji broj dimenzija. Izradili su 968 projekcija i tražili dobi u kojima razvojna putanja mijenja smjer. Prekretnice su se najčešće pojavljivale oko devete, 32., 66. i 83. godine.
U prvim godinama života mozak proizvodi mnoštvo sinapsi, mjesta na kojima živčane stanice razmjenjuju signale. Potom počinje sinaptičko obrezivanje: često korištene veze jačaju, dok se manje korištene uklanjaju. Mladi mozak tako od vrlo razgranate mreže postupno stvara specijaliziranije lokalne sustave.
Prekretnica oko devete godine približno se podudara s ubrzanjem nekih kognitivnih i hormonskih promjena te početkom puberteta. Istraživanje ipak nije dokazalo da pubertet uzrokuje tu reorganizaciju.
Od devete do 32. godine veze između udaljenih područja postaju učinkovitije, a komunikacija kroz cijeli mozak integriranija. Bijela tvar nastavlja sazrijevati pa se putovi kojima informacije putuju postupno usavršavaju. Globalna učinkovitost mreže približava se vrhuncu, a udaljenost kojom informacije moraju putovati minimumu. Bila je to najveća od četiriju pronađenih prekretnica.
Rezultati se uklapaju u ranije veliko istraživanje iz 2022., u kojem je sudjelovao i Bethlehem. Na temelju više od 100.000 snimaka znanstvenici su tada pokazali da različita obilježja mozga dosežu vrhunce u različitim životnim razdobljima.
Nakon 32. godine slijedi najdulje i razmjerno najstabilnije razdoblje. Promjene ne prestaju, ali postaju sporije. Ukupna integracija postupno slabi, dok se područja mozga sve više organiziraju u specijalizirane cjeline.
Studija nije mjerila inteligenciju, osobnost ni svakodnevno ponašanje. Zato se iz nje ne može zaključiti da sve ljudske sposobnosti dosežu vrhunac u 32. godini.
“Kada se osvrnemo, mnogi od nas osjećaju da su nam životi bili obilježeni različitim fazama. Pokazalo se da kroz takva razdoblja prolaze i naši mozgovi”, rekao je Astle, profesor neuroinformatike na University of Cambridge.
Oko 66. godine počinje faza ranijeg starenja. Veze bijele tvari postupno slabe, a mreža postaje modularnija. Područja ostaju dobro povezana unutar lokalnih skupina, ali imaju manje veza s drugim skupinama.
Nakon približno 83. godine veze između velikih područja još više slabe, a mozak se snažnije oslanja na manji broj važnih čvorišta. No, taj rezultat treba tumačiti oprezno jer je skupina najstarijih sudionika sadržavala samo 93 osobe.
Gajović: Vrijedna i posebna zbirka snimaka
Srećko Gajović, neuroznanstvenik i profesor na Medicinskom fakultetu u Zagrebu, kaže da je snaga studije velik uzorak ispitanika na kojima je provedena složena vrsta magnetske rezonancije namijenjena prikazu neuronskih veza.
“Odabrani su ispitanici koji su se smatrali zdravima te se kombiniranjem devet neovisnih, javno dostupnih baza snimaka uspjelo prikazati promjene tijekom cijelog ljudskog života. Mora se odati priznanje autorima što su prikupili ovako vrijednu i, uzme li se u obzir da su uključeni ispitanici smatrani zdravima, vrlo posebnu zbirku snimaka”, tumači Gajović.
Dodaje da je zatim provedena složena obrada snimaka kako bi se dobile reprezentativne brojčane vrijednosti, koje su analizirane naprednim statističkim postupcima. Ipak, dob u kojoj su pronađene prekretnice smatra iznenađujućom.
“U djetinjstvu i mladosti rast i razvoj pratimo krivuljama vezanim uz promjene visine i težine, koje su prvenstveno pod hormonskim utjecajem. U starijoj dobi promjene povezujemo sa starenjem i nastankom bolesti. Kako sve to povezati s prekretnicama u mozgu oko devete, 32., 66. i 83. godine, tek će trebati razjasniti”, kaže Gajović.
Istraživanje je bilo presječno, a ne longitudinalno. Znanstvenici nisu desetljećima pratili iste osobe, nego su uspoređivali ljude različite dobi. Dio razlika zato bi mogao biti generacijski, a ne posljedica promjena koje pojedinac prolazi tijekom života. Oprez je posebno potreban kod dviju najkasnijih prekretnica zbog manjeg broja starijih sudionika.
Unatoč tome, studija pokazuje da razvoj mozga nije ravna crta te da se njegove veze mijenjaju i u ranim i u kasnim godinama. “S obzirom na produljenje ljudskog života i težnju aktivnom starenju, ovakav rezultat budi nadu u biološke mehanizme koje bismo mogli koristiti radi zdravog starenja”, zaključuje Gajović, prenio je Index.hr.
Saznajte sve o najvažnijim vijestima i događajima, čitajte na Google News.