מדעני מוח מאוניברסיטת קיימברידג' זיהו חמש "תקופות מרכזיות" של מבנה המוח במהלך חיי אדם, כאשר המוח שלנו מתחבר מחדש כדי לתמוך בדרכי חשיבה שונות בזמן שאנו גדלים, מתבגרים ובסופו של דבר מתדרדרים.
מחקר בראשות יחידת קוגניציה ומדעי המוח של MRC של קיימברידג' השווה בין מוחם של 3,802 אנשים בני אפס לתשעים באמצעות מערכי נתונים של סריקות דיפוזיה MRI, הממפות קשרים עצביים על ידי מעקב אחר האופן שבו מולקולות מים נעות דרך רקמת המוח.
במחקר שפורסם ב תקשורת טבעמדענים אומרים שהם זיהו חמישה שלבים רחבים של מבנה המוח בחיי האדם הממוצע, מחולקים על ידי ארבע "נקודות מפנה" מרכזיות בין לידה למוות כאשר המוח שלנו מתעצב מחדש.
"טופולוגיה" מוחית של הילדות נמשכת מלידה ועד לנקודת מפנה בגיל תשע, כאשר היא עוברת לשלב ההתבגרות – עידן שנמשך עד גיל 32 בממוצע.
שנות השלושים המוקדמות שלנו רואים את החיווט העצבי של המוח עובר למצב מבוגר. זהו העידן הארוך ביותר, שנמשך למעלה משלושה עשורים. נקודת מפנה שלישית בסביבות גיל 66 מסמנת את תחילתו של שלב "הזדקנות מוקדמת" של ארכיטקטורת המוח. לבסוף, המוח "ההזדקנות המאוחרת" מתעצב בסביבות גיל 83.
"אנחנו יודעים שהחיווט של המוח הוא חיוני להתפתחות שלנו, אבל חסרה לנו תמונה גדולה של איך הוא משתנה בחיינו ולמה", אמרה ד"ר אלכסה מוסלי, מלומדת גייטס קיימברידג' שהובילה את המחקר. "מחקר זה הוא הראשון לזהות שלבים עיקריים של חיווט מוח לאורך תוחלת חיים אנושית."
"תקופות אלו מספקות הקשר חשוב למה שהמוח שלנו עשוי להיות הכי טוב בו, או פגיע יותר אליו, בשלבים שונים של חיינו. זה יכול לעזור לנו להבין מדוע מוחות מסוימים מתפתחים בצורה שונה בנקודות מפתח בחיים, בין אם זה קשיי למידה בילדות, או דמנציה בשנים האחרונות שלנו".
מינקות ועד ילדות, המוח שלנו מוגדר על ידי "גיבוש רשת", שכן עושר הסינפסות – המחברים בין נוירונים – המיוצרים יתר על המידה במוחו של תינוק מצטמצמים, כשהפעילים יותר שורדים.
על פני כל המוח, חיבורים מתחוטים מחדש באותו דפוס מלידה ועד גיל תשע בערך.
בינתיים, החומר האפור והלבן גדל במהירות בנפח, כך שעובי קליפת המוח – המרחק בין החומר האפור החיצוני לחומר הלבן הפנימי – מגיע לשיא, והקיפול הקורטיקלי, הרכסים האופייניים במוח החיצוני, מתייצב.
בנקודת המפנה הראשונה בגיל תשע, המוח חווה שינוי צעד ביכולת הקוגניטיבית, כמו גם סיכון מוגבר להפרעות בריאות הנפש.
ה"תקופה" השנייה של המוח, עידן ההתבגרות, רואה את החומר הלבן ממשיך לגדול בנפחו, ולכן הארגון של רשתות התקשורת של המוח מתעדן יותר ויותר, כפי שנמדד לפי דיפוזיה של מים בסריקות.
עידן זה מוגדר על ידי היעילות של קשרים הן בתוך אזורים ספציפיים, כמו גם תקשורת מהירה בכל המוח, הקשורה לביצועים קוגניטיביים משופרים.
"יעילות עצבית היא כפי שאתה יכול לדמיין, מקושרת היטב בדרכים קצרות, ועידן ההתבגרות הוא היחיד שבו היעילות הזו גוברת", אמר מוסלי.
ההתפתחויות הללו מגיעות לשיא בתחילת שנות השלושים, בממוצע, שהיא "נקודת המפנה הטופולוגית החזקה ביותר" בכל תוחלת החיים, אומרים חוקרים.
בסביבות גיל 32, אנו רואים את השינויים הכיווניים ביותר בחיווט ואת השינוי הכולל הגדול ביותר במסלול, בהשוואה לכל שאר נקודות המפנה.
בעוד שגיל ההתבגרות מציע התחלה ברורה, את סוף גיל ההתבגרות הרבה יותר קשה לקבוע באופן מדעי. בהתבסס על ארכיטקטורה עצבית בלבד, מצאנו ששינויים דמויי מתבגרים במבנה המוח מסתיימים בסביבות שנות השלושים המוקדמות."
ד"ר אלכסה מוסלי, מלומדת גייטס קיימברידג'
בגיל 32 מתחיל העידן הארוך ביותר, זה של הבגרות. ארכיטקטורת המוח מתייצבת בהשוואה לשלבים קודמים – ללא נקודות מפנה גדולות במשך שלושים שנה. זה מתכתב עם "רמה באינטליגנציה ובאישיות" המבוססת על מחקרים אחרים, אומרים חוקרים.
הם גם מצאו ש"הפרדה" בולטת יותר בתקופה זו, מכיוון שהאזורים מתחילים לאט לאט להיות מדוררים יותר.
נקודת המפנה בגיל 66 מתונה בהרבה, ואינה מוגדרת על ידי שינויים מבניים גדולים כלשהם, אם כי החוקרים עדיין מצאו שינויים משמעותיים בדפוס רשתות המוח בממוצע בסביבות גיל זה.
"הנתונים מצביעים על כך שארגון מחדש הדרגתי של רשתות המוח מגיע לשיאו באמצע שנות השישים", אמר מוסלי. "זה כנראה קשור להזדקנות, עם קישוריות מופחתת יותר כשהחומר הלבן מתחיל להתנוון.
"זהו גיל שבו אנשים מתמודדים עם סיכון מוגבר למגוון מצבים בריאותיים שיכולים להשפיע על המוח, כמו יתר לחץ דם".
נקודת המפנה האחרונה מגיעה בסביבות גיל 83, ונכנסת לעידן מבנה המוח הסופי. בעוד שהנתונים מוגבלים לעידן זה, התכונה המגדירה היא מעבר מגלובלי למקומי, מכיוון שהקישוריות של המוח כולו פוחתת עוד יותר, עם התלות מוגברת באזורים מסוימים.
"במבט לאחור, רבים מאיתנו מרגישים שהחיים שלנו אופיינו בשלבים שונים. מסתבר שגם מוחות עוברים תקופות אלה", הוסיף הסופר הבכיר פרופ' דאנקן אסטל, פרופסור לנוירואינפורמטיקה בקיימברידג'.
"מצבים נוירו-התפתחותיים, בריאות נפשיים ונוירולוגיים רבים קשורים לאופן שבו המוח מחווט. אכן, הבדלים בחיווט המוח מנבאים קשיים עם קשב, שפה, זיכרון ושלל שלם של התנהגויות שונות".
"ההבנה שהמסע המבני של המוח אינו שאלה של התקדמות מתמדת, אלא אחת מכמה נקודות מפנה מרכזיות, תעזור לנו לזהות מתי וכיצד החיווט שלו פגיע להפרעות".
המחקר נתמך על ידי המועצה למחקר רפואי, קרן גייטס וקרן הצדקה העולמית של טמפלטון.
