دانشمندان پنج مرحلهٔ متفاوت و متمایز پیری مغز انسان را نقشه‌برداری کردند
توسط اریک رالز
مغز ما در طول زندگی از لحظه تولد تا آخرین لحظات زندگی در سطوح مختلف تغییر می‌کند. این تغییرات گاهی به‌صورت پیوسته و گاهی ناگهانی رخ می‌دهند و بر چگونگی یادگیری، فکر کردن، به‌خاطرسنانی و واکنش ما به جهان تأثیر می‌گذارند.
یک پژوهش جدید این مسیر طولانی را به‌روشی نوین نقشه‌برداری می‌کند و نشان می‌دهد که مغز از پنج دورهٔ اصلی عبور می‌کند؛ هر دوره دارای سبک خاصی از اتصال نورونی است.
این‌که مغز ما چهار بار به‌صورت جداگانه بین تولد و پیری تغییر مرحله می‌دهد، حس جدیدی از نظم به پدیده‌ای می‌بخشد که اغلب به‌نظر مرموز می‌آید.
دانشمندانی که پشت این پژوهش هستند می‌گویند این تغییرات می‌توانند به‌درک بهتر تغییرات توانایی‌های ما، سلامت‌مان و حتی نقاط ضعف‌مان هنگام پیر شدن کمک کنند.
این بینش‌ها شاید روزی به ما کمک کنند تا دلایل عدم موفقیت برخی کودکان در مدرسه یا دلایل اختلال حافظهٔ برخی بزرگسالان در اواخر زندگی را درک کنیم.
دانشمندان مراحل مغز را نقشه‌برداری کردند
پژوهشگران دانشگاه کمبریج اسکن‌های پراکندگی MRI را از ۳٬۸۰۲ نفر از نوزادان تا بزرگسالانی تا نود سالگی مورد بررسی قرار دادند.
این اسکن‌ها حرکت مولکول‌های آب را از طریق بافت مغز ردیابی کردند و چگونگی ارتباط شبکه‌های عصبی را آشکار ساختند.
پس از بررسی همهٔ اسکن‌ها، تیم پژوهشی چهار «نقطهٔ عطف» اصلی شناسایی کرد که زندگی را به پنج دورهٔ اتصال مغزی تقسیم می‌کند.
زمان‌بندی مراحل مغز
دورهٔ نخست مغز از تولد تا حدود نه‌سالگی ادامه دارد. دورهٔ بعدی تا دوران نوجوانی و تا حدود ۳۲سالگی امتداد می‌یابد.
سومین دوره، بزرگسالی، بیش از سی سال طول می‌کشد. دورهٔ اولیه پیری مغز حدود ۶۶سالگی آغاز می‌شود؛ سپس دورهٔ پیری دیرین که در حدود ۸۳سالگی به‌وضوح ظاهر می‌شود.
«ما می‌دانیم ساختار نورونی مغز برای رشدمان حیاتی است، اما تصویر کلی از نحوهٔ تغییر آن در طول زندگی و دلیل این تغییرات نداریم»، دکتر الکسا موسلی، پژوهشگر بورسیه گیتس کمبریج که این تحقیق را رهبری کرد، گفت.
«این مطالعه اولین بار است که مراحل اصلی اتصال مغزی را در سراسر طول عمر انسان شناسایی می‌کند.»
مرحلهٔ مغزی دوران کودکی
در دوران کودکی، مغز مشغول «یکپارچه‌سازی شبکه‌ها» است. نوزادان با تعداد بسیار زیاد سیناپس‌ها آغاز می‌کنند.
به‌تدریج، سیناپس‌های مورد استفاده باقی می‌مانند و سایرین حذف می‌شوند. این فرآیند برای همه تا حدود نه‌سالگی به‌صورت مشابه ادامه دارد.
در این دوره، مادهٔ خاکستری و سفید به‌سرعت رشد می‌کنند. ضخامت قشر مغز افزایش می‌یابد و تاهای سطحی در مکان خود آرام می‌گیرند.
تا سن نه‌سالگی، کودکان به نقطه‌ای در توانایی شناختی می‌رسند و خطر ابتلا به برخی اختلالات سلامت روانی افزایش می‌یابد.
دورهٔ طولانی نوجوانی
دورهٔ مغز نوجوانی از حدود نه‌سالگی آغاز می‌شود و تا تقریباً ۳۲سالگی ادامه دارد. در این سال‌ها، مادهٔ سفید به‌رشد ادامه می‌دهد و شبکه‌های مغزی منظم‌تر می‌شوند. ارتباط بین نواحی مغز سریع‌تر و کارآمدتر می‌شود.
موسلی توضیح داد: «کارایی عصبی همان‌طور که تصور می‌کنید، به‌خوبی از طریق مسیرهای کوتاه متصل است و دورهٔ نوجوانی تنها دوره‌ای است که این کارایی در حال افزایش است.»
این دورهٔ مغزی در اوایل سی‌سالگی به اوج می‌رسد و تیم پژوهشگر آن لحظه را به‌عنوان «قوی‌ترین نقطهٔ عطف توپولوژیکی» زندگی توصیف کرد.
«حدود ۳۲ سالگی، بیشترین تغییرات جهت‌دار در ساختار نورونی و بزرگ‌ترین تغییر کلی در مسیر را نسبت به سایر نقاط عطف مشاهده می‌کنیم»، موسلی گفت.
«در حالی که بلوغ یک شروع واضح دارد، پایان دوران نوجوانی به‌دلیل علمی دشوار است که به‌دقت تعیین شود. بر پایهٔ ساختار نورونی، ما دریافتیم که تغییرات مشابه نوجوانی در ساختار مغز حدود اوایل سی‌سالگی پایان می‌یابد.»
سال‌های پایدار بزرگسالی
در حدود ۳۲سالگی، مغز وارد طولانی‌ترین دورهٔ خود می‌شود. الگوها تثبیت می‌شوند. تیم پژوهش این را با «مسطح شدن هوش و شخصیت» همخوانی می‌داند.
آنها همچنین دریافتند که «جداسازی» بیشتر به چشم می‌آید؛ به این معنی که نواحی به‌تدریج بیشتر به‌صورت جداگانه درون‌پوشان می‌شوند.
پیری اولیه در میانهٔ شصت
تغییر بعدی ملایم‌تر است. حدود ۶۶سالگی، مغز تغییر دراماتیکی تجربه نمی‌کند، اما شبکه‌ها همچنان به‌طور معناداری بازسازگار می‌شوند.
«داده‌ها نشان می‌دهند که بازآرایی تدریجی شبکه‌های مغز در میانهٔ شصت سالگی به اوج می‌رسد»، موسلی گفت.
«احتمالاً این موضوع به پیری مربوط است؛ به‌همین‌رابطه ارتباطات بیشتر کاهش می‌یابد زیرا مادهٔ سفید شروع به تحلیل می‌کند. این سنی است که افراد با خطر بالاتر مواجه می‌شوند، برای مجموعهٔ متنوعی از بیماری‌ها که می‌توانند بر مغز اثر بگذارند، مانند فشار خون بالا.»
پیری نهایی مغز
آخرین تغییر حدود ۸۳سالگی رخ می‌دهد. در این مرحله، مغز بیشتر به اتصالات محلی متکی می‌شود در حالی که ارتباطات سراسری کاهش می‌یابند.
پژوهشگران اسکن‌های کمتری از افراد این ردهٔ سنی داشته‌اند، اما الگویی واضح از وابستگی بیشتر به نواحی خاص مشاهده کردند.
«با نگاه به گذشته، بسیاری از ما احساس می‌کنیم زندگی‌مان توسط فازهای مختلف شکل گرفته است. معلوم شد که مغزها نیز از این دوره‌ها می‌گذرانند»، پروفسور دانکن آستِل، استاد نئورواینفورماتیک در کمبریج، مؤلف ارشد گفت.
او افزود که بسیاری از اختلالات مرتبط با توجه، زبان، حافظه و رفتار به نحوهٔ اتصال مغز مربوط می‌شوند.
«درک این‌که مسیر ساختاری مغز یک پیشرفت پیوسته نیست، بلکه شامل چند نقطهٔ عطف اصلی می‌باشد، به ما کمک می‌کند تا زمان و چگونگی آسیب‌پذیری اتصال‌های آن را شناسایی کنیم»، او توضیح داد.
آشنایی با پیری مغز
این کار نشان می‌دهد که مغزهای ما جدول زمانی خاص خود را دارند که همیشه با انتظاراتمان مطابقت ندارند.
کودکی زودتر از آنچه فکر می‌کنیم به‌پایان می‌رسد. نوجوانی تا بزرگسالی ادامه دارد. و مراحل بعدی زندگی تغییرات ظریف‌تری دارند که مردم غالباً از آن غافل می‌شوند.
این یافته‌ها می‌توانند به دانشمندان کمک کنند تا بفهمند مغز چه زمانی بیشترین توانایی تغییر را دارد و چه زمانی به حمایت بیشتری نیاز دارد.
همان‌گونه که ابزارهای مطالعهٔ مغز پیشرفت می‌کنند، پژوهشگران ممکن است اطلاعات بیشتری دربارهٔ نحوهٔ تأثیر این مراحل بر یادگیری، سلامت روان و پیری کشف کنند. در حال حاضر، این مطالعه راه جدیدی برای نگریستن به داستان طولانی مغز انسان ارائه می‌دهد.
مطالعهٔ کامل در نشریه Nature Communications منتشر شد.