Ученые из Кембриджского университета впервые описали пять крупных этапов («эпох») структурных изменений мозга, которые человек проходит от рождения до глубокой старости. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, основано на анализе 3802 МРТ-сканов людей в возрасте от 0 до 90 лет, пишет MedicalXpress.
По словам исследователей, на протяжении жизни структура мозга не меняется равномерно — вместо этого существуют несколько ключевых возрастных рубежей, когда конфигурация нейронных сетей перестраивается особенно заметно.
От рождения до примерно девяти лет мозг находится в стадии усиленной «консолидации» сетей. В этот период происходит массовое сокращение лишних синапсов — связей между нейронами — при сохранении наиболее используемых. Также активно растут объемы серого и белого вещества: корковый слой становится толще, а складчатость коры стабилизируется.
К девяти годам мозг переживает мощный скачок когнитивных возможностей. Одновременно возрастает риск первых проявлений психических расстройств.
Вторая эпоха — от 9 до 32 лет — характеризуется увеличением объема белого вещества и ускорением передачи сигналов между различными областями мозга. По данным МРТ-диффузии, в этот период активно повышается эффективность нейронных путей, как локальных, так и глобальных. Именно поэтому когнитивные способности подростков и молодых взрослых растут столь стремительно.
Ученые подчеркивают, что только в подростковой эпохе нейронная эффективность увеличивается, достигая максимума в начале третьего десятилетия жизни.
Примерно к 32 годам наступает важнейший структурный перелом — переход к взрослой эпохе. Исследователи называют его «наиболее выраженной точкой изменения» во всем жизненном цикле мозга.
Несмотря на то что социально зрелость наступает раньше, с точки зрения нейроархитектуры подростковый тип развития сохраняется значительно дольше, чем считалось ранее.
Эпоха взрослого мозга длится более 30 лет — с 32 до примерно 66 лет. Это самый стабильный период: основные структурные характеристики мозга остаются относительно неизменными. Исследователи связывают это с известным «плато» интеллекта и личности, которое наблюдается в этот период жизни. Однако постепенно начинает усиливаться «сегрегация» — функциональные области мозга становятся более автономными и менее взаимосвязанными.
В 66 лет наступает следующий поворотный момент — начало раннего старения мозга. Хотя этот переход мягче предыдущих, в архитектуре нейросетей фиксируются существенные изменения: белое вещество постепенно деградирует, а общая связность снижается. Это возраст, когда повышается риск заболеваний, влияющих на мозг, включая гипертонию.
Последняя эпоха начинается примерно в 83 года. Для нее характерен переход от глобальной к локальной коммуникации: мозг все меньше опирается на широкие сети и все больше — на отдельные регионы, компенсируя общую потерю связности.
По словам ведущего автора исследования Алексы Моусли понимание этих эпох помогает объяснить, почему люди уязвимы к разным расстройствам в разные периоды жизни — от обучаемости и языковых трудностей в детстве до деменции в пожилом возрасте.
Понимание ключевых поворотных моментов развития поможет точнее определять периоды риска и разрабатывать более эффективные методы диагностики и лечения.