Исследование раскрывает новое понимание последовательности развития мозга в подростковом возрасте

Прочитано: 165 раз(а)


Новое исследование раскрывает новое понимание последовательности развития мозга в подростковом возрасте.

Согласно новому исследованию Penn Medicine, развитие мозга не происходит равномерно по всему мозгу, а следует недавно выявленной последовательности развития. Области мозга, которые поддерживают когнитивные, социальные и эмоциональные функции, по-видимому, остаются гибкими — или способными к изменениям, адаптации и ремоделированию — дольше, чем другие области мозга, что делает молодежь чувствительной к социально-экономической среде в подростковом возрасте. Результаты были недавно опубликованы в журнале Nature Neuroscience.

Используя магнитно-резонансную томографию (МРТ), исследователи наметили, как процессы развития разворачиваются в человеческом мозгу в возрасте от 8 до 23 лет. Полученные данные указывают на новый подход к пониманию порядка, в котором отдельные области мозга демонстрируют снижение пластичности во время развития.

Пластичность мозга относится к способности нейронных цепей — связей и путей в мозге для мысли, эмоций и движений — изменяться или реорганизовываться в ответ на внутренние биологические сигналы или внешнюю среду . Хотя общеизвестно, что дети обладают более высокой пластичностью мозга, чем взрослые, это исследование дает новое представление о том, где и когда происходит снижение пластичности мозга в детстве и подростковом возрасте.

Полученные данные показывают, что снижение пластичности мозга раньше всего происходит в «сенсорно-моторных» областях, таких как зрительная и слуховая области, а позже происходит в «ассоциативных» областях, таких как те, которые участвуют в мышлении более высокого порядка (решение проблем и социальное обучение ) . . В результате области мозга, которые поддерживают исполнительные, социальные и эмоциональные функции, оказываются особенно податливыми и реагирующими на окружающую среду в раннем подростковом возрасте , поскольку пластичность проявляется позже в развитии.

«Изучение развития головного мозга в живом человеческом мозге является сложной задачей. Многие нейробиологи понимают пластичность мозга во время развития на самом деле из исследований, проведенных на грызунах . головного мозга , поэтому мы меньше знаем о том, как развиваются эти важные области», — сказал автор-корреспондент Теодор Д. Саттертуэйт, доктор медицинских наук, адъюнкт-профессор психиатрии McLure в Медицинской школе Перельмана Пенсильванского университета и директор Penn Lifespan Informatics and Центр нейровизуализации (PennLINC).

Чтобы решить эту проблему, исследователи сосредоточились на сравнении результатов предыдущих исследований на грызунах с результатами МРТ-изображений молодежи. Предыдущие исследования, изучающие поведение нейронных цепей, когда они пластичны, показали, что пластичность мозга связана с уникальным паттерном «внутренней» мозговой активности.

Внутренняя активность — это нервная активность, возникающая в той части мозга, когда она находится в состоянии покоя или не задействована внешними стимулами или умственной задачей. Когда область мозга менее развита и более пластична, внутренняя активность внутри этой области, как правило, выше, и эта активность также имеет тенденцию быть более синхронизированной. Это связано с тем, что больше нейронов в этой области активны, и они, как правило, активны одновременно. В результате измерения волн мозговой активности показывают увеличение амплитуды (или высоты).

«Представьте, что отдельные нейроны в области мозга подобны инструментам в оркестре. Чем больше инструментов начинает играть синхронно, тем выше уровень звука оркестра и амплитуда звуковой волны», — сказал первый автор. Валери Сиднор, доктор наук в области неврологии. студент.

«Точно так же, как децибеллометры могут измерять амплитуду звуковой волны, амплитуда внутренней активности мозга может быть измерена с помощью функциональной МРТ, когда дети просто отдыхают в сканере. — инвазивно в молодости».

Анализируя МРТ-сканирование более 1000 человек, авторы обнаружили, что функциональный маркер пластичности мозга снижался в раннем детстве в сенсомоторных областях, но не снижался до середины подросткового возраста в ассоциативных областях.

«Эти медленно развивающиеся ассоциативные области также жизненно важны для когнитивных достижений детей, социальных взаимодействий и эмоционального благополучия», — добавил Саттертуэйт. «Мы действительно начинаем понимать уникальность продолжительной программы развития человека».

«Если область мозга дольше остается податливой, она также может оставаться чувствительной к влиянию окружающей среды в течение более длительного периода развития», — сказал Сиднор. «Это исследование нашло доказательства именно этого».

Авторы изучали взаимосвязь социально-экономической среды юношей и одного и того же функционального маркера пластичности. Они обнаружили, что воздействие окружающей среды на мозг не было ни однородным в разных регионах, ни статичным в процессе развития. Скорее, воздействие окружающей среды на мозг менялось по мере развития идентифицированной последовательности развития.

Важно отметить, что социально-экономическая среда молодежи в целом оказывала большее влияние на развитие мозга в поздно созревающих ассоциативных областях мозга , и было обнаружено, что наибольшее влияние это влияние имеет в подростковом возрасте.

«Эта работа закладывает основу для понимания того, как окружающая среда формирует траектории развития нервной системы даже в подростковом возрасте», — сказал Барт Ларсен, доктор философии, исследователь и соавтор PennLINC.

Сиднор уточнил: «Мы надеемся, что изучение пластичности развития поможет нам понять, когда программы обогащения среды окажут благотворное влияние на траекторию развития нервной системы каждого ребенка. Наши результаты подтверждают, что программы, разработанные для смягчения неравенства в социально-экономической среде молодежи, остаются важными для развития мозга. весь подростковый период».

Исследование раскрывает новое понимание последовательности развития мозга в подростковом возрасте



Новости партнеров