Imaginile creierului copiilor arată cum crește controlul cognitiv odată cu vârsta
Pe măsură ce creierul unui copil se dezvoltă, acesta devine mai separat în unități specializate, dar în același timp, mai integrat în ansamblu datorită conexiunilor „hub” mai puternice. Aceste structuri cerebrale bine definite, conectate în rețea, sunt direct legate de dezvoltarea sănătoasă a funcțiilor executive, cum ar fi capacitatea de a controla impulsurile, de a rămâne organizat și de a lua decizii.
Într-un nou studiu, publicat în jurnal Biologie actuală, cercetătorii au reușit să mapeze schimbările din creier care stau la baza acestor îmbunătățiri ale funcției executive. Descoperirile ar putea conduce, de asemenea, la identificarea biomarkerilor de dezvoltare anormală a creierului care ar putea prezice riscul unei psihoze și tulburări majore ale dispoziției unei persoane.
„Am fost surprinși să constatăm că rafinamentul dezvoltării rețelelor structurale ale creierului a implicat o segregare modulară sporită și o integrare globală, deoarece sistemele extrem de modulare au potențialul de a deveni fragmentate”, spune Ted Satterthwaite, profesor asistent de psihiatrie la Școala de Medicină Perelman de la Universitatea din Pennsylvania.
„Această topologie de rețea din ce în ce mai modulară, dar integrată la nivel global, poate maximiza eficiența comunicării, reducând în același timp costurile de cablare din creier.”
Studiul sugerează că arhitectura modulară a creierului este critică pentru dezvoltarea cunoașterii și comportamentului complex. De fapt, gradul în care funcția executivă se îmbunătățește la un tânăr este direct asociat cu cât de bine definită este structura sa de rețea modulară.
Pentru studiu, cercetătorii și-au propus să investigheze tiparul normal de dezvoltare a modulelor structurale de rețea și relația lor cu funcționarea executivă. Datele extrase dintr-un eșantion mare de 882 de tineri cu vârste cuprinse între opt și 22 de ani care au fost supuși imagisticii prin difuzie ca parte a cohortei Philadelphia Neurodevelopmental, un studiu comunitar al dezvoltării creierului care include date bogate în neuroimagistică și cognitive.
Așa cum era de așteptat, funcția executivă s-a îmbunătățit semnificativ la participanții la studiu cu vârsta. O analiză a imaginilor creierului a dezvăluit o structură modulară din ce în ce mai specializată și complet integrată.
„Dezvoltarea arhitecturii modulare a rețelei nu a dus la fragmentarea creierului”, explică primul autor al studiului, Graham Baum, un doctorat. candidat la Școala de Medicină Perelman de la Universitatea din Pennsylvania.
„De fapt, capacitatea generală de comunicații în rețea a crescut de fapt, datorită consolidării conexiunilor specifice„ hub ”între module. Aceste rezultate arată că pe măsură ce copiii cresc, creierul lor devine mai separat în unități specializate, dar și mai integrat în ansamblu. ”
Descoperirile sugerează că o arhitectură de rețea integrată la nivel global poate fi critică pentru susținerea procesării specializate și reducerea interferențelor dintre sistemele cerebrale.
Cercetătorii spun că acum combină tehnici structurale și funcționale de imagistică pentru a examina modul în care rețelele structurale ale creierului constrâng și modelează rețelele funcționale ale creierului și tiparele de activare. Ei vor efectua, de asemenea, cercetări pentru a determina dacă aceste informații pot ajuta la prezicerea apariției tulburărilor psihiatrice la copii ani mai târziu.
Sursa: Cell Press
