Vaikų smegenų vaizdai rodo, kaip kognityvinė kontrolė didėja su amžiumi
Vystantis vaiko smegenims, jos tampa labiau atskirtos į specializuotus padalinius, tačiau tuo pačiu metu vis labiau integruojamos dėl stipresnių „stebulės“ ryšių. Šios gerai apibrėžtos, į tinklą sujungtos smegenų struktūros yra tiesiogiai susijusios su sveiku vykdomųjų funkcijų vystymu, pavyzdžiui, gebėjimu kontroliuoti impulsus, išlikti organizuotam ir priimti sprendimus.
Naujame tyrime, paskelbtame žurnale Dabartinė biologija, mokslininkams pavyko nustatyti smegenų pokyčius, kuriais grindžiami šie vykdomosios funkcijos patobulinimai. Išvados taip pat gali padėti nustatyti nenormalaus smegenų vystymosi biomarkerius, kurie galėtų numatyti asmens riziką susirgti psichoze ir pagrindiniais nuotaikos sutrikimais.
„Nustebome pastebėję, kad struktūrinių smegenų tinklų tobulinimas susijęs su padidėjusia moduline segregacija ir pasauline integracija, nes labai modulinės sistemos gali suskaidyti“, - sako Telm Satterthwaite, Perelmano medicinos mokyklos psichiatrijos docentas, Pensilvanijos universitete.
"Ši vis labiau modulinė, tačiau visuotinai integruota tinklo topologija gali maksimaliai padidinti ryšio efektyvumą ir sumažinti laidų sąnaudas smegenyse."
Tyrimas rodo, kad modulinė smegenų architektūra yra labai svarbi plėtojant kompleksinį pažinimą ir elgesį. Tiesą sakant, laipsnis, kuriuo pagerėja vykdomoji funkcija jauname žmoguje, yra tiesiogiai susijęs su jo modulinės tinklo struktūros apibrėžtumu.
Tyrimui mokslininkai nusprendė ištirti įprastą struktūrinių tinklo modulių vystymosi modelį ir jų santykį su vykdomosios valdžios funkcionavimu. Didelio 882 jaunimo nuo aštuonių iki 22 metų amžiaus, kuriems buvo atlikta difuzinė vizualizacija, duomenys buvo atlikti kaip dalis Philadelphia Neurodevelopmental Cohort, bendruomenėje atlikto smegenų vystymosi tyrimo, apimančio turtingus neurografinius ir kognityvinius duomenis.
Kaip ir tikėtasi, tyrimo dalyviai su amžiumi pastebimai pagerėjo. Smegenų vaizdų analizė atskleidė vis labiau specializuotą ir visiškai integruotą modulinę struktūrą.
"Modulinio tinklo architektūros plėtra nesukėlė smegenų susiskaldymo", - paaiškina pirmasis tyrimo autorius Graham Baumas, daktaras. kandidatas į Perelmano medicinos mokyklą Pensilvanijos universitete.
„Tiesą sakant, bendras tinklo ryšio pajėgumas faktiškai padidėjo, nes sustiprėjo specifiniai„ mazgo “ryšiai tarp modulių. Šie rezultatai rodo, kad augant vaikams jų smegenys tampa labiau atskirtos į specializuotus padalinius, bet ir labiau integruotos kaip visuma “.
Išvados rodo, kad globaliai integruota tinklo architektūra gali būti labai svarbi palaikant specializuotą apdorojimą ir sumažinant smegenų sistemų trukdžius.
Tyrėjai teigia, kad dabar jie derina struktūrinius ir funkcinius vaizdavimo metodus, kad ištirtų, kaip struktūriniai smegenų tinklai varžo ir formuoja funkcinius smegenų tinklus ir aktyvacijos modelius. Jie taip pat atliks tyrimus norėdami nustatyti, ar ši informacija gali padėti numatyti psichikos sutrikimų atsiradimą vaikams po metų.
Šaltinis: „Cell Press“
