Команда учёных-нейробиологов из Кембриджского университета в Великобритании выявила пять значимых периодов изменений, которым подвергается структура головного мозга обычного человека на протяжении всей его жизни.
Исследователи подчёркивают, что каждый из этих этапов соответствует определённым преобразованиям в мозге, обеспечивающим оптимальные условия для разных типов мыслительной активности, начиная с детского возраста и заканчивая пожилым периодом. Важнейшие переходные моменты детально изложены в научном докладе, вышедшем недавно в известном издании Nature Communications.
В этой статье я расскажу вам об исследовании, проводимом учеными, а также о том, в каком возрасте человеческий мозг претерпевает самые значительные изменения. Интересно? Ну что ж, тогда начнем!
Результаты исследования
Учёные провели исследование, изучив МРТ-данные 3802 добровольцев возрастом от младенчества до глубокой старости. Анализируя снимки диффузионной магнитно-резонансной томографии, показывающие активность нервных связей путём фиксации движения жидкости внутри тканей мозга, специалисты обнаружили пять главных этапов развития мозговых структур. Выявленные периоды сменяются четырьмя критическими точками, сопровождающими нашу жизнь от рождения до конца, когда происходят существенные перестроечные процессы в головном мозге.
Главные стадии изменений отмечаются в следующие годы жизни:
- 9 лет (детская архитектура мозга);
- 32 года (взрослая архитектура мозга);
- 66 лет (начало раннего старения);
- 83 года (поздняя стадия старения).
«Нам известно, насколько важны нейронные соединения для нашего роста, однако пока отсутствует полная картина динамики их изменений на протяжении жизни и причины этих перемен», — пояснила одна из авторов исследования, невролог доктор Алекса Маусли. «Наше изыскание впервые обозначило фундаментальные фазы формирования нейронных сетей мозга в разные жизненные периоды. Полученная информация даёт ценное понимание того, когда мозг находится на пике своей эффективности или особенно подвержен рискам». По её словам, изучение этих процессов позволит лучше разобраться, почему у отдельных индивидов возникают специфичные проблемы, будь то учебные затруднения в юном возрасте либо ухудшение памяти в преклонные годы.
Развитие мозга до 9 лет
От рождения и первые несколько лет головной мозг претерпевает этап укрепления нейронных соединений. Избыточные контакты между нервными клетками постепенно исчезают, оставляя лишь самые активные синапсы, которые закладывают основу начальной структуры мозга. Перестройка нейронных связей осуществляется повсеместно в мозге одинаково, начиная с момента появления на свет и продолжаясь приблизительно до девятилетнего возраста. Параллельно с этим серое и белое вещества активно наращивают свою массу.
Развитие мозга ребенка начинается сразу после рождения и продолжается вплоть до значимого этапа в девять лет. В этот промежуток времени наблюдаются важные перемены, влияющие на интеллектуальное развитие и повышающие вероятность возникновения психологических нарушений.
Развитие мозга с 9 до 32 лет
Примерно в начале третьего десятка нейронные пути мозга вступают в фазу зрелости. Продолжающееся увеличение объёма белого вещества способствует совершенствованию коммуникаций между отделами мозга, что видно на МРТ-изображениях благодаря движению молекул воды. Учёные полагают, что именно эти преобразования обеспечивают наивысший уровень интеллектуальной продуктивности, достигаемый в районе тридцати лет и представляющий собой важнейшую точку перелома в функциональной организации мозга.
«Возраст около 32 лет характеризуется самыми заметными изменениями в нейронных связях и наибольшими общими отклонениями в процессе развития среди всех остальных важных этапов, — объясняет Маусли. — Хотя начало полового созревания легко определяется, завершение периода юности установить научно значительно труднее. Изучив только структуру нейронов, мы установили, что изменения мозга подростков завершаются примерно к тридцатилетнему возрасту».
Зрелый возраст представляет собой самую длительную эпоху, охватывая три десятилетия. Структура мозга становится стабильной относительно предыдущих стадий, исключая значительные изменения на протяжении последующих 30 лет. Специалисты считают, что такая стабильность совпадает с устойчивостью интеллекта и личностных качеств.
Развитие мозга с 32 до 66 лет
Данный ключевой момент в районе шестидесяти шести лет символизирует старт эпохи «раннего старения» мозга. Этот этап протекает плавно, практически без значительных морфологических преобразований. Однако исследователи зафиксировали ряд существенных изменений в конфигурации нейронных путей, проявляющихся примерно в шестьдесят шесть лет.
Доктор Мусли отметила: «Наши наблюдения показывают, что постепенный процесс реорганизации нейронных сетей достигает максимальных темпов к достижению человеком шестого десятка лет. Вероятно, это явление обусловлено естественным процессом старения организма, приводящим к снижению уровня межнейронных взаимодействий вследствие ухудшения состояния белого вещества мозга. Именно в этом возрасте возрастает опасность возникновения ряда болезней, оказывающих негативное влияние на состояние центральной нервной системы, включая такую распространённую патологию, как гипертония».
Развитие мозга с 66 до 83 лет
Заключительный переломный момент наблюдается примерно в 83-летнем возрасте. Информация о данном периоде достаточно скудная, однако главной особенностью является смещение фокуса взаимодействия мозга с общего на локальный. Общемозговые связи ухудшаются, активизируются отдельные зоны, тогда как остальные участки начинают деградировать.
Соавтор исследования, нейробиолог Дункан Эстл подчеркнул: «Каждый из нас часто вспоминает свою жизнь как череду определенных этапов. Как оказалось, аналогично развивается и наш мозг. Различные патологии нервной системы, психические расстройства и болезни зачастую обусловлены особенностями строения мозга. Отличия в строении действительно провоцируют сложности с концентрацией внимания, речи, памятью и множеством иных поведенческих трудностей».
Осознание того факта, что формирование структуры мозга включает в себя несколько ключевых переломных точек, а не представляет собой плавный процесс, способно облегчить специалистам по нейронаукам определение временных рамок и механизмов, при которых нейронные связи подвергаются повышенной опасности повреждений.