تیمی از دانشمندان علوم اعصاب در دانشگاه کمبریج در بریتانیا، پنج مرحله کلی از ساختار و معماری مغز را در طول زندگی یک انسان معمولی شناسایی کردند. این دورهها زمانی رخ میدهند که مغز انسان برای پشتیبانی از روشهای مختلف تفکر، در حین رشد، بلوغ و در نهایت زوال، سیمکشی مجدد میشود. پنج نقطه عطف اصلی در مطالعهای که امروز در مجله Nature Communications منتشر شد، به تفصیل شرح داده شدهاند.
در این مطالعه، آنها مغز ۳۸۰۲ نفر را بین سنین صفر تا ۹۰ سال با استفاده از مجموعه دادههای اسکنهای انتشار MRI مقایسه کردند. این نوع MRIها با دنبال کردن نحوه حرکت مولکولهای آب در بافت مغز، اتصالات عصبی را نقشهبرداری میکنند. آنها پنج مرحله کلی از ساختار مغز را در زندگی یک انسان معمولی شناسایی کردند که توسط چهار نقطه عطف محوری بین تولد و مرگ، زمانی که مغز ما دوباره پیکربندی میشود، از هم جدا میشوند.
نقاط عطف اصلی در سنین زیر رخ میدهند:
- نه (معماری مغز در دوران کودکی)
- 32 (معماری مغز در بزرگسالی)
- 66 (پیری زودرس)
- 83 (پیری دیررس)
دکتر الکسا موسلی، نویسنده همکار این مطالعه و دانشمند علوم اعصاب، در بیانیهای گفت: “ما میدانیم که سیمکشی مغز برای رشد ما بسیار مهم است، اما تصویر بزرگی از چگونگی تغییر آن در طول زندگی و دلیل آن نداریم.» «این مطالعه اولین مطالعهای است که مراحل اصلی سیمکشی مغز را در طول عمر انسان شناسایی میکند. این دورهها زمینه مهمی را برای آنچه مغز ما ممکن است در مراحل مختلف زندگی در آن بهترین یا آسیبپذیرتر باشد، فراهم میکند. این میتواند به ما کمک کند تا بفهمیم که چرا برخی از مغزها در نقاط کلیدی زندگی، چه مشکلات یادگیری در دوران کودکی و چه زوال عقل در سالهای بعدی، به طور متفاوتی رشد میکنند.”
نه سالگی – از نوزادی تا کودکی
از نوزادی تا اوایل کودکی، مغز با تثبیت شبکه تعریف میشود. تمام اتصالات بین نورونها به نام سیناپسها که در مغز نوزاد بیش از حد تولید شده بودند، از بین میروند. سیناپسهای فعالتر زنده میمانند و معماری اولیه مغز را شکل میدهند.
در سراسر مغز، این اتصالات از بدو تولد تا حدود نه سالگی با الگوی یکسانی سیمکشی میشوند. در همین حال، حجم ماده خاکستری و سفید مغز به سرعت افزایش مییابد.
مغز دوران کودکی از بدو تولد تا نقطه عطفی در سن نه سالگی ادامه دارد. در اینجا، مغز در حال تجربه تغییر در ظرفیت شناختی است، اما همچنین خطر ابتلا به اختلالات سلامت روان نیز افزایش مییابد.
سن ۳۲ سالگی – مغز بزرگسال شکل میگیرد
در اوایل دهه ۳۰ زندگی، سیمکشی عصبی مغز به حالت بزرگسالی تغییر میکند. ماده سفید همچنان از نظر حجم رشد میکند، بنابراین شبکههای ارتباطی مغز بر اساس اسکنهای MRI که نشان میدهند چگونه مولکولهای آب فیلمبرداری میکنند، به طور فزایندهای اصلاح میشوند. این تغییرات، مغز را در سطح پیشرفتهای از عملکرد شناختی نگه میدارد که در اوایل دهه ۳۰ به اوج خود میرسد و به گفته این تیم، “قویترین نقطه عطف توپولوژیکی” مغز در کل طول عمر است.
موسلی گفت: «در حدود سن ۳۲ سالگی، در مقایسه با سایر نقاط عطف، بیشترین تغییرات جهتدار در سیمکشی و بزرگترین تغییر کلی در مسیر را مشاهده میکنیم. در حالی که بلوغ شروع واضحی را ارائه میدهد، تعیین دقیق پایان نوجوانی از نظر علمی بسیار دشوارتر است. ما صرفاً بر اساس معماری عصبی، دریافتیم که تغییرات شبهنوجوانی در ساختار مغز حدود اوایل دهه سی سالگی به پایان میرسد.»
بزرگسالی طولانیترین دوره و سه دهه است. معماری مغز نیز در مقایسه با مراحل قبلی تثبیت میشود، بدون هیچ نقطه عطف عمدهای برای ۳۰ سال آینده. به گفته این تیم، این با «یک سطح ثابت در هوش و شخصیت» مطابقت دارد.
سن ۶۶ سالگی – شروع پیری زودرس
این نقطه عطف اواسط دهه ۶۰، آغاز مرحله «پیری زودرس» در معماری مغز است. این دوره خفیفتر است و با هیچ تغییر ساختاری عمدهای تعریف نمیشود. با این حال، تیم همچنان تغییرات معناداری را در الگوی شبکههای مغزی به طور متوسط در حدود سن ۶۶ سالگی کشف کرد.
موسلی گفت: “دادهها نشان میدهند که سازماندهی مجدد تدریجی شبکههای مغزی در اواسط دهه شصت به اوج خود میرسد. این احتمالاً مربوط به پیری است، با کاهش بیشتر اتصال با شروع انحطاط ماده سفید. این سنی است که افراد با افزایش خطر ابتلا به انواع بیماریهایی که میتوانند بر مغز تأثیر بگذارند، مانند فشار خون بالا، مواجه میشوند.”
سن ۸۳ – اواخر پیری و معماری مغز
آخرین نقطه عطف حدود سن ۸۳ سالگی فرا میرسد. دادههای این دوره پایانی محدودتر است، اما ویژگی تعیینکننده آن تغییر از سراسری به محلی است. اتصال کل مغز حتی بیشتر کاهش مییابد و به مناطق خاصی متکی است در حالی که سایر مناطق محو میشوند.
دانکن آستل، نویسنده همکار مطالعه و دانشمند علوم اعصاب، افزود: “با نگاهی به گذشته، بسیاری از ما احساس میکنیم که زندگی ما با مراحل مختلفی مشخص شده است. معلوم میشود که مغز نیز از این دورهها عبور میکند. بسیاری از بیماریهای عصبی-رشدی، سلامت روان و عصبی با نحوهی سیمکشی مغز مرتبط هستند. در واقع، تفاوت در سیمکشی مغز، مشکلات مربوط به توجه، زبان، حافظه و مجموعهای از رفتارهای مختلف را پیشبینی میکند.”
درک این موضوع که سیر معماری مغز ما عموماً یکی از معدود نقاط عطف اصلی است و نه یک پیشرفت ثابت، میتواند به دانشمندان علوم اعصاب کمک کند تا بهتر تشخیص دهند که چه زمانی و چگونه سیمکشی مغز آسیبپذیرتر است.
