Человеческий мозг развивается не плавно и линейно, как принято считать, а проходит через несколько больших структурных переломов. К такому выводу пришли ученые, проанализировав одни из самых масштабных на сегодня данных по сканированию мозга — почти 4 000 человек в возрасте от младенчества до 90 лет. О новом исследовании рассказывает The Guardian.
Работа показала, что в течение жизни мозг проходит пять ключевых «эпох», разделенных четырьмя поворотными моментами — примерно в 9, 32, 66 и 83 года. Именно в эти периоды архитектура нейронных связей меняет траекторию.
«Если оглянуться на собственную жизнь, почти каждый вспоминает ее как череду этапов. Теперь мы видим, что мозг развивается точно так же — не равномерно, а скачкообразно», — объясняет старший автор исследования, профессор нейроинформатики Кембриджского университета Дункан Астл.
По словам ученых, понимание этих переломных моментов принципиально важно, ведь именно в эти «окна» мозг может быть наиболее уязвим к стрессам, заболеваниям и внешним воздействиям.
Пять эпох мозга: как меняется нейронная архитектура
Исследователи смоделировали эволюцию нейронных сетей по 12 параметрам — от эффективности передачи сигналов и сегментированности до степени централизации мозговых «узлов». Это позволило выделить следующие фазы.
1. Детство: от рождения до 9 лет
На этом этапе происходит «очистка» нейронных связей. Мозг младенца содержит огромное количество синапсов, но по мере роста они активно «прореживаются»: сохраняются те, которые используются чаще всего.
При этом:
- растет объем серого и белого вещества;
- кортикальная толщина достигает максимума;
- формируется устойчивая складчатость коры головного мозга.
Парадоксально, но общая эффективность нейронной проводки в этот период даже снижается — за счет отказа от избыточных связей.
2. Подростковая эпоха: 9-32 года
Несмотря на название, этот этап длится значительно дольше школьных лет. Белое вещество продолжает активно нарастать, нейросети становятся все более упорядоченными, а эффективность связности по всему мозгу постепенно повышается. Именно в этот период идет интенсивный рост когнитивных возможностей.
Важно: исследователи подчеркивают, что «эпохи» — это не состояния покоя, а длительные отрезки развития в одном направлении.
«Мы вовсе не говорим, что 30-летние “мыслят как подростки”. Речь идет о характере нейробиологических изменений», — поясняет руководитель исследования Алекса Моусли.
Именно на эту эпоху, по словам ученых, приходится пик риска многих психических расстройств — и теперь это получает дополнительное нейробиологическое объяснение.
3. Взрослый режим: с 32 до 66 лет
Около 32 лет наблюдается самый выраженный общий поворот в траектории развития. Архитектура мозга переходит в относительно стабильный режим, который может сохраняться более трех десятилетий. Нейронные сети становятся более сегментированными, менее подверженными резким перестройкам и функционально устойчивыми.
Этот период хорошо коррелирует с тем, что другие исследования называют «плато интеллекта и личности».
Ученые допускают, что на этом рубеже могут играть роль и крупные жизненные события — например, родительство.
«Мы знаем, что у женщин после родов меняется структура мозга. Логично предположить, что такие вехи могут быть связаны с обнаруженным переломом», — отмечает Моусли.
4. Раннее старение: примерно с 66 лет
Третья точка поворота связана с началом постепенного снижения связности мозга. Ученые объясняют это прежде всего дегенерацией белого вещества и возрастными сосудистыми изменениями.
5. Позднее старение: около 83 лет
Финальная фаза характеризуется дальнейшим ослаблением нейросетей и снижением эффективности коммуникации между различными областями мозга.
Почему это открытие важно
Главный вывод исследования в том, что развитие мозга — это не плавная кривая, а серия структурных скачков.
Это имеет сразу несколько практических последствий:
- становится понятнее, почему определенные психические и неврологические расстройства проявляются в строго определенные возрастные периоды;
- появляется возможность точнее определить «окна» уязвимости, когда профилактика и вмешательство наиболее эффективны;
- уточняется нейробиологическая основа возрастных изменений когнитивных функций.
«Мы привыкли думать, что мозг либо развивается, либо стареет. Теперь видно, что между этими фазами существуют четкие архитектурные рубежи», — подчеркивает Астл.
Ученые говорят, что следующая задача — связать эти нейронные «переключения режимов» с факторами среды: стрессом, образом жизни, гормональными изменениями и социальными ролями.
PS: Ставьте лайк и подписывайтесь на «Ведомости» в Telegram и MAX