Ο ανθρώπινος εγκέφαλος και οι “4 εποχές” που αλλάζει όσο γερνάμε – Οι τέσσερις ηλικίες – “κλειδιά” της ζωής μας και οι μεγάλες αλλαγές

Η δομή του ανθρώπινου εγκεφάλου δεν εξελίσσεται με σταθερό και γραμμικό ρυθμό από τη γέννηση έως τα βαθιά γεράματα. Αντίθετα, φαίνεται ότι περνά από διακριτές φάσεις, με τέσσερα σημαντικά σημεία καμπής που εμφανίζονται περίπου στις ηλικίες των 9, 32, 66 και 83 ετών.

Αυτό είναι το βασικό συμπέρασμα μεγάλης μελέτης που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications και επιχειρεί να χαρτογραφήσει, για πρώτη φορά σε τόσο μεγάλο εύρος ηλικιών, πώς μεταβάλλεται η αρχιτεκτονική των εγκεφαλικών δικτύων.

Ο εγκέφαλος μπορεί να θεωρηθεί ως ένα εξαιρετικά περίπλοκο δίκτυο περιοχών που επικοινωνούν μεταξύ τους. Ο τρόπος με τον οποίο οργανώνονται αυτές οι συνδέσεις –η λεγόμενη τοπολογία του δικτύου– επηρεάζει την ταχύτητα και την αποτελεσματικότητα με την οποία μεταδίδονται πληροφορίες, αναφέρει το PsyPost.

Οι επιστήμονες εξετάζουν, μεταξύ άλλων, πόσο εύκολα συνδέονται μακρινές περιοχές του εγκεφάλου μεταξύ τους, πόσο έντονα οργανώνονται σε εξειδικευμένες τοπικές ομάδες και ποιες περιοχές λειτουργούν ως κεντρικοί «κόμβοι» επικοινωνίας.

Εντοπίζοντας τις 4 ηλικίες-κλειδιά

Η Alexa Mousley, ερευνήτρια στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, και οι συνεργάτες της θέλησαν να διαπιστώσουν εάν υπάρχουν συγκεκριμένες ηλικίες στις οποίες αλλάζει συνολικά η κατεύθυνση της ανάπτυξης του εγκεφαλικού δικτύου.

Για τον σκοπό αυτό συγκέντρωσαν δεδομένα απεικόνισης του εγκεφάλου από εννέα διαφορετικά σύνολα μελετών, καλύπτοντας συνολικά 4.216 ανθρώπους ηλικίας από τη γέννηση έως τα 90 χρόνια.

Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ειδική μορφή μαγνητικής τομογραφίας, η οποία παρακολουθεί την κίνηση των μορίων του νερού και επιτρέπει τη χαρτογράφηση της λευκής ουσίας, δηλαδή των «καλωδίων» που συνδέουν διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου. Στη συνέχεια ανέλυσαν 12 διαφορετικούς δείκτες που περιγράφουν την οργάνωση των εγκεφαλικών δικτύων και αναζήτησαν ηλικίες στις οποίες η πορεία τους άλλαζε απότομα.

Η ανάλυση αποκάλυψε τέσσερα μεγάλα σημεία καμπής, τα οποία χωρίζουν τη ζωή σε πέντε διαφορετικές «εποχές» εγκεφαλικής ανάπτυξης.

Η πρώτη εκτείνεται από τη γέννηση έως περίπου τα 9 χρόνια. Κατά την παιδική ηλικία, οι συνδέσεις του εγκεφάλου οργανώνονται όλο και περισσότερο σε τοπικά, εξειδικευμένα δίκτυα, ενώ μειώνεται σε έναν βαθμό η συνολική διασύνδεση μεταξύ απομακρυσμένων περιοχών. Η ολοκλήρωση αυτής της περιόδου συμπίπτει περίπου με την έναρξη της εφηβείας και με τη φάση κατά την οποία ο εγκέφαλος απομακρύνει νευρωνικές συνδέσεις που δεν χρησιμοποιούνται συστηματικά.

Εφηβεία και ενηλικίωση

Η δεύτερη περίοδος, από τα 9 έως τα 32 χρόνια, περιλαμβάνει την εφηβεία και την πρώιμη ενηλικίωση. Στο διάστημα αυτό συμβαίνει σχεδόν το αντίστροφο: ο εγκέφαλος γίνεται περισσότερο ενοποιημένος ως δίκτυο, με αποτελεσματικότερη επικοινωνία μεταξύ διαφορετικών περιοχών και μικρότερο βαθμό διαχωρισμού σε ανεξάρτητα τοπικά συστήματα.

Το μεγαλύτερο σημείο καμπής ολόκληρης της ζωής εντοπίστηκε περίπου στα 32 χρόνια. Η ηλικία αυτή συμπίπτει με την περίοδο κατά την οποία ο όγκος της λευκής ουσίας του εγκεφάλου φτάνει συνήθως στο υψηλότερο επίπεδό του.

Από τα 32 έως τα 66 χρόνια ακολουθεί μια αρκετά σταθερή περίοδος. Οι αλλαγές στην αρχιτεκτονική του εγκεφάλου συνεχίζονται, αλλά με σαφώς βραδύτερο ρυθμό. Η συνολική ενοποίηση του δικτύου αρχίζει σταδιακά να μειώνεται, ενώ αυξάνεται η αποτελεσματικότητα ορισμένων τοπικών συνδέσεων.

Φθορά της λευκής ουσίας και γήρανση

Το επόμενο ορόσημο εμφανίζεται γύρω στα 66 χρόνια, σηματοδοτώντας τη μετάβαση σε μια διαφορετική φάση γήρανσης. Μέχρι περίπου τα 83, το εγκεφαλικό δίκτυο παρουσιάζει αυξανόμενη «αρθρωτή» οργάνωση: χωρίζεται περισσότερο σε επιμέρους ομάδες περιοχών που είναι ισχυρά συνδεδεμένες εσωτερικά αλλά λιγότερο μεταξύ τους. Σύμφωνα με τους ερευνητές, η αλλαγή αυτή συνάδει με τη σταδιακή φθορά της λευκής ουσίας που συνοδεύει τη γήρανση.

Μετά τα 83 χρόνια, η σχέση ανάμεσα στην ηλικία και στη συνολική αρχιτεκτονική του εγκεφάλου γίνεται πολύ ασθενέστερη. Κυρίως ορισμένοι μεμονωμένοι κόμβοι φαίνεται να αποκτούν μεγαλύτερη σημασία για τη διατήρηση της επικοινωνίας.

Οι ερευνητές υπογραμμίζουν ότι τα αποτελέσματα δεν σημαίνουν πως ο εγκέφαλος κάθε ανθρώπου αλλάζει ακριβώς στις συγκεκριμένες ηλικίες. Η μελέτη συνέκρινε διαφορετικούς ανθρώπους διαφορετικών ηλικιών και δεν παρακολούθησε τα ίδια άτομα σε βάθος δεκαετιών. Ωστόσο η έρευνα προσφέρει ένα νέο πλαίσιο για την κατανόηση της πορείας του εγκεφάλου: όχι ως μιας αργής, ομοιόμορφης διαδικασίας, αλλά ως μιας διαδρομής με διακριτές φάσεις και σημαντικές αναδιοργανώσεις από την παιδική ηλικία έως τα βαθιά γεράματα.