Οι επιστήμονες εντοπίζουν πέντε καθοριστικές στιγμές στη ζωή κατά τις οποίες ο εγκέφαλος αλλάζει δραματικά. Αυτές οι μεταβάσεις επηρεάζουν τη σκέψη, τη συμπεριφορά και την εξέλιξή μας, αποκαλύπτοντας πόσο δυναμικός είναι ο ανθρώπινος νους.
5 καθοριστικές στιγμές αλλάζουν τα πάντα για τον εγκέφαλο
Νευροεπιστήμονες από το University of Cambridge αναφέρουν ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος περνά από πέντε «μεγάλες εποχές» καθώς επανασυνδέεται από την πρώιμη ανάπτυξη μέχρι τα βαθιά γηρατειά. Κάθε στάδιο αντανακλά έναν διαφορετικό τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος υποστηρίζει τη σκέψη, τη μάθηση και τη συμπεριφορά όσο μεγαλώνουμε, ωριμάζουμε και τελικά βιώνουμε τη φθορά της ηλικίας.
Μια ομάδα από τη Μονάδα Γνωσιακής και Εγκεφαλικής Επιστήμης (MRC Cognition and Brain Sciences Unit) του Cambridge ανέλυσε σαρώσεις διάχυσης με μαγνητική τομογραφία (MRI diffusion scans) από 3.802 άτομα ηλικίας από νεογνά έως 90 ετών. Αυτές οι σαρώσεις παρακολουθούν την κίνηση του νερού μέσω του εγκεφαλικού ιστού, βοηθώντας τους ερευνητές να χαρτογραφήσουν τα δίκτυα που συνδέουν διαφορετικές περιοχές μεταξύ τους.
Τα ευρήματά τους, που δημοσιεύτηκαν στο Nature Communications, δείχνουν ότι η δομή του εγκεφάλου εξελίσσεται μέσα από πέντε ευρείες φάσεις. Τέσσερα βασικά «σημεία καμπής» χωρίζουν αυτές τις φάσεις, σηματοδοτώντας ηλικίες στις οποίες ο εγκέφαλος υφίσταται ουσιαστική αναδιοργάνωση.
Η καλύτερη μέθοδος για να μαθαίνετε πιο γρήγορα και να βελτιώνετε τη μνήμη σας
Παιδική ηλικία, εφηβεία και αργή μετάβαση στην ενηλικίωση
Η πρώτη εποχή εκτείνεται από τη γέννηση έως περίπου τα εννέα έτη, όταν ένα σημαντικό σημείο καμπής οδηγεί στην εφηβική φάση. Αυτή η εφηβική περίοδος διαρκεί πολύ περισσότερο απ’ ό,τι αναμενόταν, συνεχίζοντας έως περίπου την ηλικία των 32 ετών κατά μέσο όρο.
Στις αρχές της δεκαετίας των 30, η καλωδίωση του εγκεφάλου μεταβαίνει σε μια ενήλικη διαμόρφωση. Αυτή γίνεται η μακρύτερη εποχή και διαρκεί πάνω από τρεις δεκαετίες. Ένα τρίτο σημείο καμπής κοντά στα 66 έτη σηματοδοτεί την αρχή μιας φάσης «πρώιμης γήρανσης», ενώ η τελική φάση «προχωρημένης γήρανσης» εμφανίζεται περίπου στα 83.
«Γνωρίζουμε ότι η καλωδίωση του εγκεφάλου είναι κρίσιμη για την ανάπτυξή μας, αλλά δεν διαθέταμε μια συνολική εικόνα του πώς αλλάζει κατά τη διάρκεια της ζωής και γιατί», δήλωσε η Dr. Alexa Mousley, υπότροφος Gates Cambridge που ηγήθηκε της έρευνας. «Αυτή η μελέτη είναι η πρώτη που εντοπίζει κύριες φάσεις της εγκεφαλικής καλωδίωσης καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής του ανθρώπου».
«Αυτές οι εποχές παρέχουν σημαντικό πλαίσιο για το τι μπορεί να είναι καλύτερο ή πιο ευάλωτο ο εγκέφαλός μας σε διαφορετικά στάδια της ζωής. Θα μπορούσε να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε γιατί κάποιοι εγκέφαλοι αναπτύσσονται διαφορετικά σε καθοριστικές στιγμές, είτε πρόκειται για μαθησιακές δυσκολίες στην παιδική ηλικία, είτε για άνοια στα γηρατειά».
Τα όνειρα προμηνύουν τον εκφυλισμό του εγκεφάλου και σοβαρές νευρολογικές παθήσεις
Πρώιμη ανάπτυξη του εγκεφάλου: Συνάψεις, εδραίωση και η ραγδαία αλλαγή
Από τη βρεφική ηλικία έως την παιδική ηλικία, ο εγκέφαλος διαμορφώνεται από την «εδραίωση των δικτύων». Τα μωρά δημιουργούν τεράστιο αριθμό συνάψεων, τα σημεία όπου επικοινωνούν οι νευρώνες. Με τον καιρό, διατηρούνται μόνο οι πιο ενεργές συνδέσεις, ενώ οι υπόλοιπες εξαλείφονται.
Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ολόκληρος ο εγκέφαλος ακολουθεί ένα συνεπές μοτίβο επανασύνδεσης. Η φαιά και η λευκή ουσία αυξάνονται γρήγορα, ωθώντας το πάχος του φλοιού (την απόσταση μεταξύ της εξωτερικής φαιάς και της εσωτερικής λευκής ουσίας) στο υψηλότερο σημείο. Οι πτυχώσεις του εγκεφαλικού φλοιού σταθεροποιούνται επίσης, σχηματίζοντας τις χαρακτηριστικές ραβδώσεις στην εξωτερική επιφάνεια.
Μέχρι την ηλικία των εννέα, ο εγκέφαλος αντιμετωπίζει το πρώτο του μεγάλο σημείο καμπής. Οι γνωσιακές ικανότητες επεκτείνονται ραγδαία σε αυτή την ηλικία, αλλά ταυτόχρονα αυξάνεται και ο κίνδυνος εμφάνισης ορισμένων ψυχικών διαταραχών.
SuperAgers: Το μυστικό πίσω από την εξαιρετική μνήμη στα 80+
Εφηβεία: Αυξανόμενη αποδοτικότητα και πιο οργανωμένα εγκεφαλικά δίκτυα
Η δεύτερη εποχή, η εφηβεία, χαρακτηρίζεται από συνεχιζόμενη ανάπτυξη της λευκής ουσίας. Καθώς αυτοί οι δίοδοι επεκτείνονται, η οργάνωση των δικτύων επικοινωνίας γίνεται πιο εκλεπτυσμένη. Οι σαρώσεις διάχυσης MRI δείχνουν πιο τακτική κίνηση του νερού στον ιστό, γεγονός που αντανακλά ισχυρότερες και πιο συντονισμένες συνδέσεις.
Αυτή η περίοδος είναι αξιοσημείωτη για την αυξανόμενη αποδοτικότητα στον τρόπο που τα σήματα κινούνται τόσο εντός των επιμέρους περιοχών όσο και σε ολόκληρο τον εγκέφαλο. Αυτές οι βελτιώσεις συνδέονται με γνωσιακά οφέλη.
«Η νευρωνική αποδοτικότητα είναι, όπως φαντάζεται κανείς, καλά συνδεδεμένη μέσω σύντομων διαδρομών και η εφηβική εποχή είναι η μόνη στην οποία αυτή η αποδοτικότητα αυξάνεται», δήλωσε η Mousley.
Αυτές οι αλλαγές κορυφώνονται στις αρχές της δεκαετίας των 30, τις οποίες οι ερευνητές περιγράφουν ως το «ισχυρότερο τοπολογικό σημείο καμπής» σε ολόκληρη τη διάρκεια ζωής.
«Περίπου στην ηλικία των 32 ετών, παρατηρούμε τις πιο κατευθυνόμενες αλλαγές στην καλωδίωση και τη μεγαλύτερη συνολική μεταβολή στην πορεία, σε σύγκριση με όλα τα άλλα σημεία καμπής», δήλωσε η Mousley. «Ενώ η εφηβεία έχει ένα σαφές σημείο εκκίνησης, το τέλος της είναι πολύ πιο δύσκολο να προσδιοριστεί επιστημονικά. Βασισμένοι αποκλειστικά στη νευρωνική αρχιτεκτονική, διαπιστώσαμε ότι οι εφηβικού τύπου αλλαγές στη δομή του εγκεφάλου ολοκληρώνονται γύρω στις αρχές της δεκαετίας των 30».
Συναρπαστική ανακάλυψη: Πώς «καθαρίζεται» ο εγκέφαλος και ενισχύεται η μνήμη στον βαθύ ύπνο
Ενηλικίωση: Σταθερότητα και σταδιακή απομόνωση δικτύων
Περίπου στην ηλικία των 32 ετών ξεκινά η εποχή της ενηλικίωσης. Αυτή η φάση είναι σχετικά σταθερή σε σύγκριση με τα προηγούμενα στάδια της ζωής, και δεν παρατηρούνται άλλα σημαντικά σημεία καμπής για περίπου τριάντα χρόνια. Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτό ευθυγραμμίζεται με μια «σταθεροποίηση της ευφυΐας και της προσωπικότητας» που περιγράφεται και σε άλλες μελέτες.
Επισημάνθηκε επίσης αυξανόμενη «απομόνωση» κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, που σημαίνει ότι διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου αρχίζουν να λειτουργούν με πιο ξεχωριστούς και εξειδικευμένους τρόπους.
Το επόμενο σημείο καμπής, περίπου στην ηλικία των 66 ετών, είναι πολύ πιο ανεπαίσθητο. Αν και δεν περιλαμβάνει δραματικές δομικές αλλαγές, η ομάδα παρατήρησε παρόλα αυτά σημαντικές μετατοπίσεις στην οργάνωση των δικτύων.
«Τα δεδομένα υποδεικνύουν ότι μια σταδιακή αναδιοργάνωση των εγκεφαλικών δικτύων κορυφώνεται στα μέσα της δεκαετίας των 60», δήλωσε η Mousley. «Αυτό πιθανόν σχετίζεται με τη γήρανση, με περαιτέρω μείωση της συνδεσιμότητας καθώς η λευκή ουσία αρχίζει να εκφυλίζεται. Είναι μια ηλικία κατά την οποία οι άνθρωποι αντιμετωπίζουν αυξημένο κίνδυνο για διάφορες παθήσεις υγείας που μπορούν να επηρεάσουν τον εγκέφαλο, όπως η υπέρταση».
Προχωρημένη γήρανση: Φθίνουσα συνδεσιμότητα και τοπική εξάρτηση
Το τελικό σημείο καμπής εμφανίζεται κοντά στην ηλικία των 83 ετών, σηματοδοτώντας την έναρξη της τελευταίας εποχής της δομής του εγκεφάλου. Αν και τα διαθέσιμα δεδομένα για αυτή τη φάση είναι περιορισμένα, οι ερευνητές εντόπισαν ένα σαφές μοτίβο. Ο εγκέφαλος γίνεται λιγότερο συνδεδεμένος και βασίζεται όλο και περισσότερο σε συγκεκριμένες περιοχές.
«Αναλογιζόμενοι το παρελθόν, πολλοί από εμάς αισθανόμαστε ότι η ζωή μας χαρακτηρίστηκε από διαφορετικές φάσεις. Αποδεικνύεται ότι και οι εγκέφαλοί μας περνούν μέσα από τέτοιες εποχές», δήλωσε ο καθηγητής Duncan Astle, Καθηγητής Νευροπληροφορικής στο Cambridge και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης.
«Πολλές νευροαναπτυξιακές, ψυχικές και νευρολογικές παθήσεις συνδέονται με τον τρόπο που είναι συνδεδεμένος ο εγκέφαλος. Πράγματι, οι διαφορές στην καλωδίωση του εγκεφάλου προβλέπουν δυσκολίες στην προσοχή, τη γλώσσα, τη μνήμη και ένα πλήθος άλλων συμπεριφορών».
Ξεχνάμε απλώς ή μπορεί να είναι άνοια; Πώς να καταλάβουμε τη διαφορά
«Η κατανόηση ότι το δομικό ταξίδι του εγκεφάλου δεν είναι θέμα σταδιακής προόδου, αλλά μάλλον ζήτημα μερικών σημαντικών σημείων καμπής, θα μας βοηθήσει να εντοπίσουμε πότε και πώς η καλωδίωση του εγκεφάλου είναι ευάλωτη σε διαταραχές».