Slike dječjeg mozga pokazuju kako se kognitivna kontrola povećava s godinama
Kako se djetetov mozak razvija, on postaje sve odvojeniji u specijalizirane jedinice, ali istodobno, integriraniji u cjelinu zbog jačih veza "čvorišta". Te dobro definirane, umrežene moždane strukture izravno su povezane sa zdravim razvojem izvršnih funkcija, poput sposobnosti kontroliranja impulsa, održavanja organiziranosti i donošenja odluka.
U novoj studiji, objavljenoj u časopisu Trenutna biologija, istraživači su uspjeli mapirati promjene u mozgu koje su temelj ovih poboljšanja u izvršnoj funkciji. Nalazi bi također mogli dovesti do identifikacije biomarkera abnormalnog razvoja mozga koji bi mogli predvidjeti rizik osobe za psihozu i glavne poremećaje raspoloženja.
"Iznenadili smo se kad smo otkrili da razvojno usavršavanje strukturnih moždanih mreža uključuje povećanu modularnu segregaciju i globalnu integraciju, jer visoko modularni sustavi mogu postati fragmentirani", kaže Ted Satterthwaite, docent psihijatrije na Medicinskom fakultetu Perelman u sveučilište u Pennsylvaniji.
"Ova sve modularnija, ali globalno integrirana topologija mreže može maksimizirati učinkovitost komunikacije uz minimaliziranje troškova ožičenja u mozgu."
Studija sugerira da je modularna arhitektura mozga presudna za razvoj složene spoznaje i ponašanja. Zapravo, stupanj poboljšanja izvršne funkcije kod mlade osobe izravno je povezan s koliko je dobro definirana njegova modularna mrežna struktura.
Za istraživanje su istraživači krenuli istražiti normalan obrazac razvoja strukturnih mrežnih modula i njihov odnos prema izvršnom funkcioniranju. Izvučeni podaci iz velikog uzorka od 882 mladića u dobi od osam do 22 godine koji su bili podvrgnuti difuznom slikanju kao dio Philadelphia Neurodevelopmental Cohort, studije o razvoju mozga u zajednici koja uključuje bogate neuroimaging i kognitivne podatke.
Kao što se i očekivalo, izvršna se funkcija značajno poboljšala u sudionika studije s godinama. Analiza slika mozga otkrila je sve specijaliziraniju i potpuno integriranu modularnu strukturu.
"Razvoj modularne mrežne arhitekture nije rezultirao fragmentiranjem mozga", objašnjava prvi autor studije Graham Baum, dr. Sc. kandidat na Medicinskom fakultetu Perelman na Sveučilištu Pennsylvania.
“U stvari, ukupni mrežni kapacitet komunikacije zapravo se povećao, zahvaljujući jačanju specifičnih veza između modula. Ovi rezultati pokazuju da kako djeca odrastaju, njihov mozak postaje sve odvojeniji u specijalizirane jedinice, ali i integriraniji u cjelini. "
Nalazi sugeriraju da bi globalno integrirana mrežna arhitektura mogla biti presudna za podržavanje specijalizirane obrade i smanjenje smetnji između moždanih sustava.
Istraživači kažu da sada kombiniraju strukturne i funkcionalne tehnike snimanja kako bi ispitali kako strukturne moždane mreže ograničavaju i oblikuju funkcionalne moždane mreže i obrasce aktivacije. Također će provoditi istraživanje kako bi utvrdili mogu li ove informacije pomoći u predviđanju pojave psihijatrijskih poremećaja u djece godinama kasnije.
Izvor: Cell Press
