Считается, что уже примерно к 25 годам развитие человеческого мозга завершается, а его продуктивность выходит на плато, за которым начинается неспешный процесс угасания. Однако недавние исследования показали, что «молодость» мозга на самом деле длится гораздо дольше, что может быть причиной возникновения психических проблем «взросления» уже в зрелый период
Скорость передачи информации в человеческом мозге зависит от состояния коннектома (белого вещества), который представляет собой совокупность длинных отростков нервных клеток (аксонов). Это своего рода «провода», передающие сигналы между разными мозговыми зонами. Структура коннектома пластична – со временем она может меняться. Скорость передачи информации имеет важное значение для когнитивной функции и служит ключевым компонентом многих математических моделей человеческого мозга. Однако о том, как она меняется с возрастом, известно мало.
Высокую скорость прохождения нервных импульсов обеспечивает «изоляционный материал» – миелиновая оболочка, которой покрыты аксоны. Эта оболочка не сплошная – она представляет собой «намотанные» на аксон выросты мембраны особых «служебных» клеток. Миелинизация аксонов начинается на поздней стадии эмбрионального развития и продолжается, как минимум, до позднего подросткового возраста. Ее нарушения могут привести к задержкам в физическом и умственном развитии ребенка, а также быть причиной формирования некоторых других неврологических и психиатрических патологий.
Ученые из Университетского медицинского центра Утрехта (Нидерланды) изучили зависимость скорости передачи информации мозгом от возраста человека. Для этого были использованы данные 74 пациентов с эпилепсией, у которых под черепом, на поверхности коры головного мозга, были имплантированы электроды для электрокортикографии и определения источника приступов. Возраст больных варьировал от 4 до 51 лет.
Если на такие электроды подавать небольшой импульс электрического тока, то можно увидеть, какие области мозга проявляют в ответ патологическую активность. Таким образом определяют место и объем оперативного вмешательства.
В данном случае исследователи использовали показатели, снятые со здоровых участков, для другой цели – построения модели скорости обработки информации мозгом. Как известно, стимуляция одной области мозга вызывает реакцию нейронов другой области. Таким образом можно узнать, какие конкретные структуры мозга взаимодействуют друг с другом, и, зная расстояние между ними, вычислить скорость передачи сигнала.
Как выяснилось, скорость передачи нервного импульса растет от 2 м/сек у детей-четырехлеток до 4 м/сек у зрелых людей в возрасте 30–40 лет. И только в более старшем возрасте она начинает замедляться. Другими словами, наш мозг продолжает развиваться намного дольше, чем считалось, причем лобные доли, отвечающие за когнитивные функции (мышление), – дольше, чем двигательные области. И хотя о последнем уже было известно, теперь тому имеются дополнительные доказательства.
Результаты этой работы, во-первых, важны для построения компьютерных моделей работы мозга – теперь они станут реалистичнее. Во-вторых, они могут иметь практическое значение – для исследования развития различных психических заболеваний. Ведь не исключено, что именно с таким неожиданно «долгим» развитием нашего мозга связан тот факт, что многие психопатологии (шизофрения, тревожные расстройства, депрессия, биполярное расстройство) настигают человека в зрелом возрасте, когда мозг вроде бы уже давно должен был обрести свои окончательные «очертания».