Najveća promjena oko 32. godine

Najveća promjena zabilježena je oko 32. godine. To ne znači da su ljudi do tada psihološki adolescenti niti da se mozak na 32. rođendan iznenada "prebacuje" u odrasli način rada. Riječ je o prosječnim dobnim tačkama u kojima se mijenja smjer razvoja njegove strukturne mreže, odnosno sistema veza kojima različita područja mozga međusobno komuniciraju.

"Ne tvrdimo da se ljudi u kasnim dvadesetima ponašaju poput tinejdžera, pa čak ni da njihov mozak izgleda poput mozga tinejdžera. Riječ je o obrascu promjene", objasnila je voditeljica istraživanja Alexa Mousley s University of Cambridge.

Mozak kao velika saobraćajna mreža

Mozak možemo zamisliti kao grad. Pojedina područja nalikuju četvrtima, a snopovi živčanih vlakana cestama koje ih povezuju. Neke veze služe lokalnom saobraćaju, dok druge omogućuju brzu razmjenu informacija između udaljenih dijelova mozga.

Naučnike zanima koliko lako informacije putuju kroz cijelu mrežu, koliko su područja podijeljena u specijalizovane grupe te postoje li važna komunikacijska čvorišta.

Integracija opisuje povezanost cijele mreže, a segregacija njenu podjelu na lokalne cjeline, primjera radi one važne za vid ili pokrete. Centralnost pak govori koliko je neko područje važno kao komunikacijsko čvorište, piše Index.

"Znamo da su veze u mozgu presudne za naš razvoj, no nedostajala nam je šira slika o tome kako se one mijenjaju tokom života i zašto", rekla je Mousley. "Ovo je prvo istraživanje koje je utvrdilo glavne faze razvoja moždanih veza tokom cijelog ljudskog života."

Kako su pronađene četiri prekretnice?

Mousley i njeni saradnici Richard A. I. Bethlehem, Fang-Cheng Yeh i Duncan E. Astle prikupili su podatke iz devet velikih skupova snimaka mozga. Ukupni uzorak obuhvatio je 4.216 ljudi u dobi od rođenja do 90. godine. Glavna analiza sprovedena je na 3.802 zdrava neurotipična učesnika.

Naučnici su koristili difuzijsku magnetsku rezonancu, metodu koja prati kretanje molekula vode kroz moždano tkivo. Budući da se voda lakše kreće uzduž živčanih vlakana nego poprijeko, računar može procijeniti smjer protezanja velikih snopova bijele материje i izraditi kartu moždanih veza. Bijela materija uglavnom se sastoji od živčanih vlakana obavijenih mijelinom, izolacijskim slojem koji ubrzava prenos signala.

Autori su izračunali 12 svojstava moždane mreže, a potom računarskom metodom UMAP složene podatke sveli na manji broj dimenzija. Izradili su 968 projekcija i tražili dobi u kojima razvojna putanja mijenja smjer. Prekretnice su se najčešće pojavljivale oko devete, 32., 66. i 83. godine.

Od djetinjstva do ranih tridesetih

U prvim godinama života mozak proizvodi mnoštvo sinapsi, mjesta na kojima živčane ćelije razmjenjuju signale. Potom počinje sinaptičko obrezivanje: često korištene veze jačaju, dok se manje korištene uklanjaju. Mladi mozak tako od vrlo razgranate mreže postupno stvara specijalizovanije lokalne sisteme.

Prekretnica oko devete godine približno se podudara s ubrzanjem nekih kognitivnih i hormonskih promjena te početkom puberteta. Istraživanje ipak nije dokazalo da pubertet uzrokuje tu reorganizaciju.

Od devete do 32. godine veze između udaljenih područja postaju efikasnije, a komunikacija kroz cijeli mozak integrisanija. Bijela materija nastavlja sazrijevati pa se putevi kojima informacije putuju postupno usavršavaju. Globalna efikasnost mreže približava se vrhuncu, a udaljenost kojom informacije moraju putovati minimumu. Bila je to najveća od četiriju pronađenih prekretnica.

Rezultati se uklapaju u ranije veliko istraživanje iz 2022., u kojem je učestvovao i Bethlehem. Na osnovu više od 100.000 snimaka naučnici su tada pokazali da različita obilježja mozga dosežu vrhunce u različitim životnim razdobljima.

Najduže razdoblje traje do 66. godine

Nakon 32. godine slijedi najduže i razmjerno najstabilnije razdoblje. Promjene ne prestaju, ali postaju sporije. Ukupna integracija postupno slabi, dok se područja mozga sve više organizuju u specijalizovane cjeline.

Studija nije mjerila inteligenciju, ličnost ni svakodnevno ponašanje. Zato se iz nje ne može zaključiti da sve ljudske sposobnosti dosežu vrhunac u 32. godini.

"Kada se osvrnemo, mnogi od nas osjećaju da su nam životi bili obilježeni različitim fazama. Pokazalo se da kroz takva razdoblja prolaze i naši mozgovi", rekao je Astle, profesor neuroinformatike na University of Cambridge.

Promjene u starijoj dobi

Oko 66. godine počinje faza ranijeg starenja. Veze bijele materije postupno slabe, a mreža postaje modularnija. Područja ostaju dobro povezana unutar lokalnih grupa, ali imaju manje veza s drugim grupama.

Nakon približno 83. godine veze između velikih područja još više slabe, a mozak se snažnije oslanja na manji broj važnih čvorišta. No, taj rezultat treba tumačiti oprezno jer je grupa najstarijih učesnika sadržavala samo 93 osobe.

Gajović: Vrijedna i posebna zbirka snimaka

Srećko Gajović, neuronaučnik i profesor na Medicinskom fakultetu u Zagrebu, kaže da je snaga studije veliki uzorak ispitanika na kojima je sprovedena složena vrsta magnetske rezonance namijenjena prikazu neuronskih veza.

"Odabrani su ispitanici koji su se smatrali zdravima te se kombinovanjem devet nezavisnih, javno dostupnih baza snimaka uspjelo prikazati promjene tokom cijelog ljudskog života. Mora se odati priznanje autorima što su prikupili ovako vrijednu i, uzme li se u obzir da su uključeni ispitanici smatrani zdravima, vrlo posebnu zbirku snimaka", tumači Gajović.

Dodaje da je zatim sprovedena složena obrada snimaka kako bi se dobile reprezentativne brojčane vrijednosti, koje su analizirane naprednim statističkim postupcima. Ipak, dob u kojoj su pronađene prekretnice smatra iznenađujućom.

"U djetinjstvu i mladosti rast i razvoj pratimo krivuljama vezanim uz promjene visine i težine, koje su prvenstveno pod hormonskim uticajem. U starijoj dobi promjene povezujemo sa starenjem i nastankom bolesti. Kako sve to povezati s prekretnicama u mozgu oko devete, 32., 66. i 83. godine, tek će trebati razjasniti", kaže Gajović.

Važna ograničenja istraživanja

Istraživanje je bilo presječno, a ne longitudinalno. Naučnici nisu decenijama pratili iste osobe, nego su poređivali ljude različite dobi. Dio razlika zato bi mogao biti generacijski, a ne posljedica promjena koje pojedinac prolazi tokom života. Oprez je posebno potreban kod dviju najkasnijih prekretnica zbog manjeg broja starijih učesnika.

Uprkos tome, studija pokazuje da razvoj mozga nije ravna linija te da se njegove veze mijenjaju i u ranim i u kasnim godinama. "S obzirom na produženje ljudskog života i težnju aktivnom starenju, ovakav rezultat budi nadu u biološke mehanizme koje bismo mogli koristiti radi zdravog starenja", zaključuje Gajović.