کشف ۵ دوره کلیدی بازآرایی مغز از تولد تا پیری که نحوه تفکر ما را شکل می‌دهد!

عصر ایران – عصب شناسان دانشگاه کمبریج، پنج «دوره عمده» از ساختار مغز را در طول زندگی انسان شناسایی کرده اند. این دوره ها نشان می دهند که مغز ما چگونه بازآرایی می شود تا از روش های مختلف تفکر در حین رشد، بلوغ و در نهایت زوال حمایت کند.

قاب امروز| فیلم تماشایی دستگیری علی شادمان با چندین لیتر…

کشف پنج دوره اصلی ساختار مغز

مطالعه ای به رهبری واحد علوم شناختی و مغز شورای تحقیقات پزشکی کمبریج، مغز 3802 نفر را در محدوده سنی صفر تا نود سال با استفاده از مجموعه داده های اسکن انتشار ام آر آی (MRI diffusion scans) مقایسه کرد. این اسکن ها با ردیابی حرکت مولکول های آب در بافت مغز، اتصالات عصبی را نقشه برداری می کنند.

دانشمندان در این مطالعه که در نشریه Nature Communications منتشر شده است، اعلام کردند که پنج مرحله کلی از ساختار مغز را در طول عمر متوسط انسان شناسایی کرده اند که توسط چهار «نقطه عطف» محوری بین تولد تا مرگ، که طی آن مغز مجددا پیکربندی می شود، از هم تفکیک شده اند.

توپولوژی (سازمان بندی) مغز در دوران کودکی از تولد تا نقطه عطفی در سن 9 سالگی ادامه دارد؛ پس از آن به فاز نوجوانی گذار می کند، دوره ای که به طور متوسط تا 32 سالگی به طول می انجامد.

در اوایل دهه 30 زندگی، سیم کشی عصبی مغز وارد حالت بزرگسالی می شود. این طولانی ترین دوره است و بیش از سه دهه دوام می آورد. سومین نقطه عطف در حدود سن 66 سالگی، نشان دهنده شروع فاز «سالخوردگی اولیه» در معماری مغز است. در نهایت، مغز «سالخوردگی متاخر» در حدود 83 سالگی شکل می گیرد.

به گفته دکتر الکسا موسلی، پژوهشگر ارشد این پژوهش، ما می دانیم که سیم کشی مغز برای رشد ما حیاتی است، اما تصویری کلی از اینکه چگونه در طول زندگی تغییر می کند و چرا، در اختیار نداشتیم.

او افزود: “این دوره ها بستر مهمی برای درک این موضوع فراهم می کنند که مغز ما در مراحل مختلف زندگی در چه کارهایی ممکن است بهترین عملکرد را داشته باشد، یا نسبت به چه مواردی آسیب پذیرتر باشد. این یافته می تواند به ما کمک کند تا بفهمیم چرا مغز برخی افراد در نقاط کلیدی زندگی، به شکلی متفاوت رشد می کنند، خواه این تفاوت، شامل مشکلات یادگیری در دوران کودکی باشد یا زوال عقل در سال های پایانی زندگی.”

مغز دوران کودکی

از دوران نوزادی تا کودکی، مغز ما با «تثبیت شبکه» تعریف می شود؛ زیرا سیناپس ها – اتصال دهنده های بین نورون ها – که در مغز نوزاد بیش از حد تولید شده اند، کاهش می یابند و فعال ترین آنها باقی می مانند.

در سرتاسر مغز، اتصالات از بدو تولد تا حدود 9 سالگی از الگوی مشابهی پیروی می کنند.

در همین حال، حجم ماده خاکستری و سفید به سرعت رشد می کند، به طوری که ضخامت قشر مغز (فاصله بین ماده خاکستری بیرونی و ماده سفید داخلی) به اوج خود می رسد و چین خوردگی قشری (برجستگی های مشخص روی سطح بیرونی مغز) تثبیت می شود.

تا اولین نقطه عطف در 9 سالگی، مغز هم یک تغییر ناگهانی در ظرفیت شناختی و هم افزایش خطر ابتلا به اختلالات سلامت روان را تجربه می کند.

مغز دوران نوجوانی

در دومین «دوره» مغز، یعنی دوران نوجوانی، حجم ماده سفید همچنان به رشد خود ادامه می دهد، به طوری که سازماندهی شبکه های ارتباطی مغز، همانطور که با انتشار مولکول های آب در اسکن ها اندازه گیری می شود، به طور فزاینده ای دقیق تر می شود.

این دوره با کارایی اتصالات هم در داخل مناطق خاص و هم در ارتباط سریع در سراسر مغز تعریف می شود که با بهبود عملکرد شناختی مرتبط است.

به گفته موسلی، کارایی عصبی، همانطور که می توانید تصور کنید، به خوبی توسط مسیرهای کوتاه متصل شده است و دوران نوجوانی تنها دوره ای است که این کارایی در آن افزایش می یابد.

محققان می گویند این پیشرفت ها به طور متوسط در اوایل دهه سی زندگی به اوج خود می رسد، که «قوی ترین نقطه عطف توپولوژیکی» در کل طول عمر است.

موسلی بیان کرد: “در حدود سن 32 سالگی، ما بیشترین تغییرات جهت دار در سیم کشی و بزرگترین جابجایی کلی در مسیر رشد را در مقایسه با تمام نقاط عطف دیگر می بینیم.”

او افزود: “در حالی که بلوغ یک نقطه شروع واضح را ارائه می دهد، تعیین پایان نوجوانی از نظر علمی بسیار دشوارتر است. ما صرفا بر اساس معماری عصبی دریافتیم که تغییرات شبه نوجوانی در ساختار مغز در حدود اوایل دهه سی زندگی پایان می یابد.”

مغز دوران بزرگسالی

در سن 32 سالگی، طولانی ترین دوره، یعنی بزرگسالی، آغاز می شود. معماری مغز در مقایسه با مراحل قبلی تثبیت می شود و هیچ نقطه عطف عمده ای به مدت سی سال وجود ندارد. محققان می گویند این امر با «ثبات در هوش و شخصیت» بر اساس مطالعات دیگر مطابقت دارد.

آنها همچنین دریافتند که در طول این دوره، «تفکیک» بیشتر به چشم می خورد، زیرا مناطق مغزی به آرامی شروع به تقسیم بندی بیشتری می کنند.

مغز دوران سالخوردگی اولیه

نقطه عطف در سن 66 سالگی بسیار خفیف تر است و با هیچ تغییر ساختاری عمده ای تعریف نمی شود، اگرچه محققان هنوز تغییرات معناداری را در الگوی شبکه های مغزی به طور متوسط در حدود این سن مشاهده کرده اند.

به گفته موسلی، داده ها نشان می دهند که سازماندهی مجدد تدریجی شبکه های مغزی در اواسط دهه شصت زندگی به اوج خود می رسد. این احتمالا با پیری و کاهش بیشتر اتصال همراه است، زیرا ماده سفید مغز شروع به زوال می کند.

او افزود: “این سنی است که افراد با افزایش خطر ابتلا به انواع شرایط سلامتی که می توانند بر مغز تاثیر بگذارند، مانند فشار خون بالا، روبرو می شوند.”

مغز دوران سالخوردگی متاخر

آخرین نقطه عطف در حدود سن 83 سالگی رخ می دهد و وارد آخرین دوره ساختار مغز می شویم. اگرچه داده ها برای این دوره محدود است، اما ویژگی بارز آن، تغییر از الگوی سراسری به الگوی موضعی است؛ زیرا اتصال پذیری کل مغز بیش از پیش کاهش می یابد و وابستگی به مناطق خاص افزایش می یابد.

پروفسور دانکن استل، نویسنده ارشد و استاد نوروانفورماتیک در کمبریج، افزود: “با نگاهی به گذشته، بسیاری از ما احساس می کنیم که زندگی مان با مراحل مختلفی مشخص شده است. مشخص شده است که مغز افراد نیز از این دوره ها عبور می کنند.”

“بسیاری از شرایط مربوط به رشد عصبی، سلامت روان و عصبی با شیوه سیم کشی مغز مرتبط هستند. در واقع، تفاوت ها در سیم کشی مغز، مشکلات مربوط به توجه، زبان، حافظه و مجموعه ای از رفتارهای مختلف را پیش بینی می کنند.”

“درک این نکته که سفر ساختاری مغز نه یک مسیر پیشرفت ثابت، بلکه سفری با چند نقطه عطف اصلی است، به ما در شناسایی این که سیم کشی آن چه زمانی و چگونه در برابر اختلال آسیب پذیر است، کمک می کند.”

این پژوهش توسط شورای تحقیقات پزشکی (ام آر سی)، بنیاد گیتس و بنیاد خیریه جهانی تمپلتون حمایت شده است.