Νευροεπιστήμονες του Πανεπιστημίου Κέιμπριτζ υποστηρίζουν σε μια νέα μελέτη ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος περνά στη διάρκεια της ζωής του ανθρώπου από πέντε φάσεις αναδιοργάνωσης τις οποίες οι ερευνητές αναφέρουν ως «πέντε εποχές». Το πιο ενδιαφέρον εύρημα είναι ότι η εφηβική εποχή διαρκεί πιθανώς μέχρι την ηλικία των 30 ετών.
Η μελέτη που πραγματοποιήθηκε από τη Μονάδα Γνωστικών και Εγκεφαλικών Επιστημών του Κέιμπριτζ δείχνει ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος αναδιοργανώνεται για να υποστηρίξει διαφορετικούς τρόπους σκέψης όσο μεγαλώνουμε, ωριμάζουμε και τελικά φθίνουμε. Οι ερευνητές συνέκριναν τους εγκεφάλους 3,802 ανθρώπων ηλικίας από μηδέν έως ενενήντα ετών χρησιμοποιώντας σύνολα δεδομένων από μαγνητικές τομογραφίες (MRI) που χαρτογραφούν νευρωνικές συνδέσεις παρακολουθώντας το πώς κινούνται τα μόρια νερού στον εγκεφαλικό ιστό.
Στη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Nature Communications οι επιστήμονες αναφέρουν ότι εντόπισαν πέντε ευρείες φάσεις εγκεφαλικής δομής στον μέσο άνθρωπο χωρισμένες από τέσσερα κομβικά «σημεία καμπής» μεταξύ γέννησης και θανάτου καθώς ο εγκέφαλος αναδιαμορφώνεται. Η «τοπολογία» του παιδικού εγκεφάλου εκτείνεται από τη γέννηση έως ένα σημείο καμπής στην ηλικία των εννέα ετών όταν αρχίζει να περνά στη φάση της εφηβείας, μια εποχή που διαρκεί σύμφωνα με τους ερευνητές κατά μέσο όρο έως την ηλικία των τριάντα δύο.
Η ενηλικίωση
Στις αρχές της δεκαετίας των τριάντα, η νευρωνική καλωδίωση του εγκεφάλου μεταβαίνει στη φάση του ενήλικου εγκεφάλου. Πρόκειται για τη μακρύτερη εποχή η οποία διαρκεί πάνω από τρεις δεκαετίες. Ένα τρίτο σημείο καμπής γύρω στην ηλικία των εξήντα έξι σηματοδοτεί την έναρξη της φάσης της «πρώιμης γήρανσης». Τέλος, ο «ύστερα γηράσκων» εγκέφαλος διαμορφώνεται περίπου στα ογδόντα τρία χρόνια.
«Γνωρίζουμε ότι η καλωδίωση του εγκεφάλου είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξή μας, αλλά δεν έχουμε μια συνολική εικόνα για το πώς αλλάζει κατά τη διάρκεια της ζωής και γιατί. Αυτή η μελέτη είναι η πρώτη που εντοπίζει μεγάλες φάσεις καλωδίωσης του εγκεφάλου σε όλη τη διάρκεια της ανθρώπινης ζωής. Αυτές οι εποχές προσφέρουν σημαντικό πλαίσιο για το τι μπορεί να κάνει καλύτερα ο εγκέφαλός μας ή σε τι μπορεί να είναι πιο ευάλωτος σε διαφορετικά στάδια της ζωής. Μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε γιατί κάποιοι εγκέφαλοι αναπτύσσονται διαφορετικά σε κομβικές στιγμές είτε πρόκειται για μαθησιακές δυσκολίες στην παιδική ηλικία είτε για άνοια στα γεράματα» αναφέρει η Δρ. Αλέξα Μάουσλι που ηγήθηκε της έρευνας.
Ο παιδικός εγκέφαλος
Από τη βρεφική ηλικία έως την παιδική, ο εγκέφαλος χαρακτηρίζεται από «συγκέντρωση δικτύου», καθώς το πλήθος των συνάψεων, που παράγονται σε περίσσεια στον εγκέφαλο ενός βρέφους, μειώνεται, με τις πιο δραστήριες να επιβιώνουν. Σε όλο τον εγκέφαλο, οι συνδέσεις αναδιαμορφώνονται με το ίδιο μοτίβο από τη γέννηση μέχρι περίπου την ηλικία των εννέα ετών.
Παράλληλα, η φαιά και η λευκή ουσία αυξάνονται γρήγορα ώστε το πάχος του φλοιού να φτάνει στο μέγιστο ενώ οι πτυχώσεις του εγκεφαλικού φλοιού σταθεροποιούνται. Στο πρώτο σημείο καμπής, στα εννέα χρόνια, ο εγκέφαλος βιώνει μια απότομη αλλαγή στη γνωσιακή του ικανότητα, αλλά και αυξημένο κίνδυνο για διαταραχές ψυχικής υγείας.
Εφηβικός εγκέφαλος
Η δεύτερη «εποχή» του εγκεφάλου, η εφηβεία, χαρακτηρίζεται από συνεχή αύξηση της λευκής ουσίας καθώς η οργάνωση των δικτύων επικοινωνίας του εγκεφάλου γίνεται όλο και πιο εκλεπτυσμένη, όπως μετριέται μέσω της διάχυσης του νερού στις απεικονίσεις. Αυτή η εποχή χαρακτηρίζεται από την αυξανόμενη αποδοτικότητα των συνδέσεων τόσο μέσα σε συγκεκριμένες περιοχές όσο και σε ολόκληρο τον εγκέφαλο, κάτι που σχετίζεται με βελτιωμένη γνωσιακή λειτουργία.
«Η νευρωνική αποδοτικότητα είναι όπως μπορεί κανείς να φανταστεί, καλά συνδεδεμένη με σύντομα μονοπάτια, και η εφηβική εποχή είναι η μόνη κατά την οποία αυτή η αποδοτικότητα αυξάνεται» αναφέρει η Μάουσλι. Αυτές οι εξελίξεις κορυφώνονται στις αρχές της δεκαετίας των τριάντα, κατά μέσο όρο, το οποίο οι ερευνητές περιγράφουν ως το «ισχυρότερο τοπολογικό σημείο καμπής» σε όλη τη διάρκεια της ζωής.
«Γύρω στην ηλικία των τριάντα δύο, βλέπουμε τις πιο έντονες αλλαγές στην καλωδίωση και τη μεγαλύτερη συνολική μετατόπιση στην πορεία της εξέλιξης σε σύγκριση με όλα τα άλλα σημεία καμπής» είπε η Μάουσλι. «Ενώ η εφηβεία έχει ένα ξεκάθαρο σημείο έναρξης, το τέλος της είναι δύσκολο να προσδιοριστεί επιστημονικά. Βάσει αποκλειστικά της νευρωνικής αρχιτεκτονικής, διαπιστώσαμε ότι οι εφηβικές αλλαγές στη δομή του εγκεφάλου ολοκληρώνονται περίπου στις αρχές της δεκαετίας των τριάντα.»
Η σταθεροποίηση
Στην ηλικία των τριάντα δύο αρχίζει η μακρύτερη εποχή αυτή της ενηλικίωσης. Η εγκεφαλική αρχιτεκτονική σταθεροποιείται σε σχέση με τις προηγούμενες φάσεις, χωρίς μεγάλα σημεία καμπής για τριάντα χρόνια. Αυτό αντιστοιχεί σε μια «σταθεροποίηση της νοημοσύνης και της προσωπικότητας» σύμφωνα με άλλες μελέτες.
Οι ερευνητές βρήκαν επίσης ότι η «διαχωριστικότητα» είναι πιο εμφανής σε αυτή την εποχή, καθώς οι περιοχές του εγκεφάλου αρχίζουν σταδιακά να γίνονται πιο διακριτές μεταξύ τους.
Πρώιμα γηράσκων εγκέφαλος
Το σημείο καμπής στην ηλικία των εξήντα έξι είναι πιο ήπιο και δεν χαρακτηρίζεται από μεγάλες δομικές μεταβολές, αν και οι ερευνητές εντόπισαν σημαντικές αλλαγές στα μοτίβα των εγκεφαλικών δικτύων γύρω σε αυτή την ηλικία.
«Τα δεδομένα υποδεικνύουν ότι μια σταδιακή αναδιοργάνωση των εγκεφαλικών δικτύων κορυφώνεται στα μέσα της δεκαετίας των εξήντα. Αυτό πιθανότατα σχετίζεται με τη γήρανση, με περαιτέρω μείωση της συνδεσιμότητας καθώς η λευκή ουσία αρχίζει να εκφυλίζεται. Αυτή είναι η ηλικία όπου οι άνθρωποι αντιμετωπίζουν αυξημένο κίνδυνο για διάφορες παθήσεις που μπορεί να επηρεάσουν τον εγκέφαλο, όπως η υπέρταση» λέει η Μάουσλι.
Ο γηράσκων εγκέφαλος
Το τελευταίο σημείο καμπής εμφανίζεται γύρω στα ογδόντα τρία, όταν ο εγκέφαλος εισέρχεται στην τελική εποχή της δομής του. Αν και τα διαθέσιμα δεδομένα είναι περιορισμένα, το κύριο χαρακτηριστικό είναι η μετατόπιση από το συνολικό στο τοπικό, καθώς η γενική συνδεσιμότητα μειώνεται περαιτέρω και αυξάνεται η εξάρτηση από συγκεκριμένες περιοχές.
«Κοιτάζοντας πίσω, πολλοί από εμάς νιώθουμε ότι η ζωή μας έχει καθοριστεί από διαφορετικές φάσεις. Αποδεικνύεται ότι το ίδιο συμβαίνει και με τον εγκέφαλο. Πολλές νευροαναπτυξιακές, ψυχιατρικές και νευρολογικές καταστάσεις συνδέονται με τον τρόπο που είναι καλωδιωμένος ο εγκέφαλος. Διαφορές στην καλωδίωση του εγκεφάλου προβλέπουν δυσκολίες στην προσοχή, τη γλώσσα, τη μνήμη και μια πληθώρα άλλων συμπεριφορών.
Η κατανόηση ότι το ταξίδι της εγκεφαλικής δομής δεν είναι μια σταδιακή πορεία, αλλά μια σειρά λίγων μεγάλων σημείων καμπής, θα μας βοηθήσει να εντοπίσουμε πότε και πώς η καλωδίωση είναι ευάλωτη σε διαταραχές» εξηγεί ο Ντάνκαν Άστλ, καθηγητής νευροπληροφορικής στο Κέιμπριτζ. Η έρευνα υποστηρίχθηκε από το Ιατρικό Ερευνητικό Συμβούλιο, το Ίδρυμα Gates και το Templeton World Charitable Foundation.
