Powstał atlas mózgu od życia płodowego do późnej starości. Przeanalizowano 125 tysięcy wyników badań

Specjaliści z projektu Developing Human Connectome Project, współpracujący z badaczami z różnych części świata, na łamach magazynu naukowego "Nature" dokładnie opisali zmiany, jakie zachodzą w ludzkim mózgu od 15. tygodnia życia płodowego do 100 lat.

Opracowane przez nich mapy powstały na bazie 125 tys. obrazów mózgu wykonanych metodą rezonansu magnetycznego.

Jak zwrócili uwagę badacze, od 200 lat prowadzi się obserwacje rozwoju dzieci, tworząc wykresy z odpowiednim do wieku wzrostem, wagą, obwodem głowy czy innymi parametrami. Nie było jak dotąd podobnego ustandaryzowanego systemu, który opisywałby związane z wiekiem zmiany w mózgu. Tymczasem ma to szczególne znaczenie dla badania zaburzeń psychicznych i neurologicznych, na przykład choroby Alzheimera.

Przedstawiony właśnie BrainChart to krok w stronę zapełnienia tej luki, a przy tym obejmuje nie tylko dzieciństwo i młodość, ale całą długość życia człowieka.

Wykresy obrazują, jak ludzki mózg szybko rozszerza się we wczesnym okresie życia, a następnie powoli kurczy się wraz z wiekiem. Mapa pozwoliła także naukowcom potwierdzić oraz odkryć nowe przełomowe momenty w rozwoju mózgu, np. czas, w którym różne rejony mózgu osiągają dojrzałość.

Okazało się na przykład, że ważna dla różnego typu procesów i zaburzeń struktura zwana wyspą rośnie znacznie dłużej, niż uważano.

Badanie pokazało też, że objętość istoty szarej (tkanek tworzących korę mózgu) szybko rozwija się od połowy okresu płodowego, osiąga szczyt w wieku sześciu lat, aby potem powoli się zmniejszać.

W tym samym okresie silnie rozwija się także istota biała (unaczynione skupiska wypustek neuronów, które odgrywają ważną rolę na przykład w procesie uczenia się), której objętość osiąga maksimum w wieku 29 lat, a jej redukcja rozpoczyna się w wieku około 50 lat.

Ilość podkorowej istoty szarej odpowiedzialnej za kontrolę ciała i proste zachowania osiąga natomiast swój szczyt rozwoju w wieku 14 lat.

- Jednym z celów, które udało nam się osiągnąć w tym globalnym projekcie, było połączenie danych z całego okresu ludzkiego życia. Pozwoliło nam to zmierzyć bardzo wczesne, szybkie zmiany zachodzące w mózgu, a także jego regres zachodzący w miarę postępowania procesu starzenia się - powiedział prof. Richard Bethlehem z University of Cambridge.

Według badaczy z ich osiągnięcia będą mogli korzystać nie tylko inni naukowcy, lecz także lekarze analizujący zdjęcia mózgów pacjentów.

Osiągnięcie stało się możliwe m.in. dzięki postępom w technikach badań obrazowych. - Fizycy, głównie z zespołu profesora Jo Hajnala, w ciągu ostatnich 20-30 lat odmienili sposoby badania mózgów niemowląt i możemy teraz uzyskiwać wysokiej jakości obrazy - podkreślił prof. David Edwards, pediatra z King's College London.

Naukowcy mają nadzieję, że wyniki ich analiz posłużą jako rutynowe narzędzie kliniczne, podobnie jak to, którego używa się do badań wzrostu w pediatrii. Dzięki nim możliwe będzie także wcześniejsze wykrycie różnych schorzeń neurologicznych.

- Wykresy już zaczynają dostarczać interesujących informacji na temat rozwoju mózgu i naszym marzeniem jest to, że w przyszłości, gdy będziemy integrować więcej zbiorów danych i udoskonalać wykresy, mogą one ostatecznie stać się częścią rutynowej praktyki klinicznej. Można sobie wyobrazić, że są one wykorzystywane do oceny pacjentów przebadanych pod kątem schorzeń takich jak choroba Alzheimera, pozwalając lekarzom wcześniej dostrzec oznaki neurodegeneracji, dzięki porównaniu, jak szybko zmieniła się objętość mózgu pacjenta w porównaniu z rówieśnikami - podsumował Bethlehem.