حدد فريق من علماء الأعصاب بجامعة كامبريدج بالمملكة المتحدة خمس مراحل رئيسية لبنية الدماغ على مدار حياة الإنسان العادي. تحدث هذه المراحل مع إعادة برمجة الدماغ البشري لدعم طرق التفكير المختلفة أثناء نمونا ونضجنا وتدهورنا في نهاية المطاف.
وقد وُضِعت تفاصيل نقاط التحول الخمس الرئيسية في دراسة نُشرت في مجلة Nature Communications.
في هذه الدراسة، قارن الباحثون أدمغة 3802 شخصاً تتراوح أعمارهم بين صفر و 90 عاماً، باستخدام مجموعات بيانات فحوصات انتشار التصوير بالرنين المغناطيسي.
ترسم هذه الأنواع من فحوصات الرنين المغناطيسي خريطةً للوصلات العصبية من خلال تتبع حركة جزيئات الماء عبر أنسجة الدماغ. وقد رصدوا خمس مراحل رئيسية لبنية الدماغ في متوسط عمر الإنسان، تنقسم إلى أربع نقاط تحول محورية بين الولادة والوفاة، عندما يُعاد تكوين أدمغتنا.
تحدث نقاط التحول الرئيسية في الأعمار التالية:
تسعة (هندسة دماغ الطفولة)
32 (هندسة الدماغ في مرحلة البلوغ)
66 (الشيخوخة المبكرة)
83 (الشيخوخة المتأخرة)
قالت الدكتورة أليسكا موسلي، المؤلفة المشاركة في الدراسة وعالمة الأعصاب: "نعلم أن توصيلات الدماغ ضرورية لنمونا، لكننا نفتقر إلى صورة شاملة لكيفية تغيرها على مدار حياتنا ولماذا".
وأضافت : "هذه الدراسة هي الأولى التي تحدد المراحل الرئيسية لتوصيلات الدماغ على مدار عمر الإنسان. توفر هذه العصور سياقًا مهمًا لما قد تكون أدمغتنا فيه أفضل، أو أكثر عرضة له، في مراحل مختلفة من حياتنا. يمكن أن يساعدنا ذلك على فهم سبب تطور بعض الأدمغة بشكل مختلف في نقاط رئيسية من الحياة، سواء كانت صعوبات التعلم في مرحلة الطفولة، أو الخرف في سنواتنا اللاحقة".
سن التاسعة - من الرضيع إلى الطفل
منذ الطفولة المبكرة وحتى الطفولة المبكرة، يتحدد الدماغ بتعزيز الشبكات العصبية. جميع الوصلات العصبية بين الخلايا العصبية، والتي تُسمى المشابك العصبية، والتي كانت تُنتج بكثرة في دماغ الطفل، تتقلص. أما المشابك العصبية الأكثر نشاطًا، فتصمد، مُشكلةً البنية المبكرة للدماغ.
في جميع أنحاء الدماغ، تُعاد برمجة هذه الوصلات بنفس النمط منذ الولادة وحتى سن التاسعة تقريبًا. في هذه الأثناء، ينمو حجم المادة الرمادية والبيضاء في الدماغ بسرعة.
يمتد دماغ الطفل من الولادة وحتى نقطة تحول في سن التاسعة. هنا، يشهد الدماغ تغيرًا في القدرات الإدراكية، ولكنه أيضًا يزيد من خطر الإصابة باضطرابات الصحة العقلية.
32 عامًا - يتشكل دماغ البالغين
في أوائل الثلاثينيات، تتحول الوصلات العصبية في الدماغ إلى نمط البلوغ. يستمر نمو المادة البيضاء في الحجم، مما يؤدي إلى تحسين شبكات الاتصالات في الدماغ بشكل متزايد، استنادًا إلى فحوصات الرنين المغناطيسي التي تُظهر كيفية تصوير جزيئات الماء. تُحافظ هذه التغييرات على مستوى أداء إدراكي مُحسّن في الدماغ، يبلغ ذروته في أوائل الثلاثينيات، ويُمثل "أقوى نقطة تحول طوبولوجية" في الدماغ طوال العمر، وفقًا للفريق.
قال موسلي: "في سن الثانية والثلاثين تقريبًا، نلاحظ أكبر تغيرات في اتجاه الوصلات العصبية وأكبر تحول عام في مسارها، مقارنةً بجميع نقاط التحول الأخرى". وأضاف: "في حين أن البلوغ يُمثل بداية واضحة، إلا أن تحديد نهاية المراهقة علميًا أصعب بكثير. واستنادًا إلى البنية العصبية البحتة، وجدنا أن التغيرات الشبيهة بتغيرات المراهقة في بنية الدماغ تنتهي في أوائل الثلاثينيات تقريبًا".
مرحلة البلوغ هي أطول مرحلة عمرية، وتستمر ثلاثة عقود. كما يستقر تركيب الدماغ مقارنةً بالمراحل السابقة، دون أي تحولات جوهرية خلال الثلاثين عامًا التالية. ووفقاً للفريق، يتوافق هذا مع "ثبات في الذكاء والشخصية".
66 عامًا - تبدأ الشيخوخة المبكرة
تُشير نقطة التحول هذه في منتصف الستينيات إلى بداية مرحلة "الشيخوخة المبكرة" في بنية الدماغ. وهي فترة معتدلة ولا تُحدد بأي تحولات هيكلية كبيرة. ومع ذلك، كشف الفريق عن تغييرات جوهرية في نمط شبكات الدماغ في المتوسط عند حوالي سن السادسة والستين.
تشير البيانات إلى أن إعادة تنظيم شبكات الدماغ تدريجيًا تبلغ ذروتها في منتصف الستينيات، كما قال موسلي. وأضاف: "يُرجّح أن يكون ذلك مرتبطًا بالشيخوخة، مع انخفاض متزايد في الاتصال مع بدء تدهور المادة البيضاء. في هذا العمر، يواجه الناس خطرًا متزايدًا للإصابة بمجموعة متنوعة من الحالات الصحية التي قد تؤثر على الدماغ، مثل ارتفاع ضغط الدم".
سن 83 - الشيخوخة المتأخرة
تأتي نقطة التحول الأخيرة عند سن 83. البيانات الخاصة بهذه الحقبة الأخيرة محددة بشكل أكبر، لكن السمة المميزة هي التحول من عالمي إلى محلي. يتراجع اتصال الدماغ بالكامل بشكل أكبر، ويعتمد على مناطق معينة بينما تتلاشى مناطق أخرى
عند النظر إلى الماضي، يشعر الكثير منا أن حياتنا اتسمت بمراحل مختلفة. وقد اتضح أن الأدمغة تمر أيضًا بهذه المراحل، كما أضاف دنكان أستل، الباحث المشارك في الدراسة وعالم الأعصاب. وأضاف: "ترتبط العديد من الحالات العصبية التنموية، والصحة العقلية، والعصبية بكيفية توصيل الدماغ. في الواقع، تُنبئ الاختلافات في توصيلات الدماغ بصعوبات في الانتباه، واللغة، والذاكرة، ومجموعة واسعة من السلوكيات المختلفة".
إن فهم حقيقة أن رحلة بنية دماغنا هي في العادة واحدة من نقاط التحول الرئيسية بدلاً من التقدم الثابت يمكن أن يساعد علماء الأعصاب على تحديد متى وكيف تصبح الأسلاك أكثر عرضة للخطر.
