Мозг человека остается юным до 30 лет, а его структура окончательно формируется после 80. Рассказываем об его основных этапах нейронной перестройки — пишет «Vfokuse.mail.ru».
А в чем тренд?
Мозг человека содержит 86 млрд нейронов. Открытие нейробиологов из Кембриджа меняет представление о развитии мозга. Оказалось, что он не плавно эволюционирует всю жизнь, а проходит через четыре «перезагрузки» в возрасте около 9, 32, 66 и 83 лет.
Как проводилось исследование.
Ученые Кембриджского университета проанализировали данные МРТ 4 216 человек в возрасте от 0 до 90 лет. Мозг испытуемых исследовали с помощью диффузионной МРТ — метода, который отслеживает пути молекул воды по нервным волокнам, выявляя сеть проводящих путей белого вещества мозга.
Исследователи использовали алгоритмы машинного обучения, чтобы визуализировать в трехмерном пространстве данные об организации мозговых сетей. Такой подход позволил выявить критические точки, в которых общая архитектура связей мозга меняла траекторию развития. Эти точки стали маркерами возрастов, когда мозг начинает глобальную перестройку.
Всего выявлено пять ключевых этапов развития, между которыми происходят структурные изменения мозга:
младенчество — детство (0−9 лет);
юность, или ранняя зрелость (9−32 года);
зрелость (32−66 лет);
раннее старение (66−83 года);
позднее старение (83−90 лет).
Как отмечают авторы исследования, эти этапы отражают суть человеческого развития. Психические расстройства, трудности в обучении и деменция чаще возникают именно в периоды нейронной перестройки.
«Понимание, что развитие мозга происходит скачками, а не плавно, поможет выявить моменты наибольшей уязвимости», — подчеркнула нейробиолог Алекса Маусли, ведущий автор исследования.
Что происходит на ключевых этапах.
Для каждого этапа характерна уникальная организация мозга, которая определяется балансом трех принципов: интеграции (общей связности), сегрегации (специализации зон) и централизации (важности ключевых узлов).
Младенчество и детство.
В первые девять лет жизни мозг интенсивно развивается. Триллионы синапсов борются за место, а проводящие пути активно формируются. Выживают лишь самые востребованные связи. Затем эффективность мозга — скорость передачи информации — снижается.
Это первое сокращение связей проявляется в поведении: дети сосредоточены, активно учатся и эмоционально нестабильны. А около девяти лет, с началом полового созревания, мозг совершает резкий поворот: переключается с создания локальных участков на укрепление глобальных связей.
Юность и зрелость.
Между 9 и 32 годами мозг активно оптимизирует свои связи. В этот период происходит резкий скачок эффективности.
Около 32 лет происходит самый резкий перелом — восходящее развитие мозга достигает пика. Его глобальная эффективность перестает расти, архитектура стабилизируется, формируя «взрослый» паттерн. «Пубертат имеет четкое начало, а вот конец юности определить сложнее, — объясняют исследователи. — Наши данные по структуре мозга показывают, что подростковые изменения завершаются примерно к 30 годам».
В зрелом возрасте отделы мозга работают более автономно. Когнитивные способности стабилизируются, а личность окончательно формируется.
От зрелости к старению.
С 30 до 60 лет мозг вступает в самую длительную фазу стабильности. Связи между отдаленными зонами ослабевают, а между соседними, наоборот, укрепляются. Как отмечают ученые, в этот период главная особенность — усиление локальных связей.
После 60 лет защитная оболочка нервов (белое вещество) истончается. Сети мозга становятся более замкнутыми, сокращая взаимодействие между отделами. «К этому возрасту постепенная перестройка достигает пика. Вероятно, это связано со старением и деградацией белого вещества. Этот этап совпадает с ростом риска деменции и гипертонии, которые также повреждают нейронные связи», — рассказали авторы работы.
После 83 лет формируется окончательная структура. Мозг начинает все больше зависеть от нескольких ключевых «хабов», чтобы справляться с нагрузкой. Ресурсов на поддержание всех связей не хватает, поэтому мозг использует несколько центральных зон.
➤ Подписывайтесь на телеграм-канал «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.
