Creierele mai mari extind regiunile gânditoare, dar cu un preț
VIDEO: mari beneficii și costuri pentru creier Dr. Armin Raznahan, NIMH Developmental Neurogenomics Unit
Un nou studiu a descoperit că, cu cât creierul este mai mare, cu atât suprafața sa suplimentară este explicată de creșterea zonelor de gândire ale cortexului sau mantaua exterioară, în detrimentul unei creșteri relativ mai lente în zonele emoționale, senzoriale și motorii de ordin inferior.
Acest lucru reflectă modelul schimbărilor cerebrale observate în evoluție și dezvoltare individuală, cu zone de ordin superior care prezintă cea mai mare expansiune, spun cercetătorii de la Institutul Național de Sănătate Mintală (NIMH).
Cercetătorii au găsit, de asemenea, dovezi care leagă regiunile cu expansiune ridicată de o conectivitate mai mare între neuroni și un consum mai mare de energie.
„Așa cum sunt necesare părți diferite pentru a extinde o magazie de grădină la dimensiunea unui conac, se pare că creierele mari de primate trebuie construite în proporții diferite”, a explicat Armin Raznahan, MD, Ph.D., de la NIMH Programul de cercetare intramurală (IRP).
„Trebuie făcută o investiție suplimentară în partea care integrează informații, dar asta nu înseamnă că este mai bine să ai un creier mai mare. Descoperirile noastre vorbesc mai mult de diferitele nevoi organizatorice ale creierelor mai mari față de cele mai mici. ”
Pentru studiu, cercetatorii NIMH, impreuna cu colegii sai din mai mult de sase centre de cercetare colaboratoare, au analizat scanarea cerebrala prin imagistica prin rezonanta magnetica a mai mult de 3.000 de persoane din cohorta Philadelphia Neurodevelopmental si Human Connectome Project.
Zonele cortexului care prezintă o expansiune relativ mai mare în creierele mai mari se află în partea de sus a unei ierarhii a rețelei și sunt specializate funcțional, microstructural și molecular la integrarea informațiilor din sistemele de ordin inferior, potrivit cercetătorilor.
Deoarece această temă se menține în evoluție, dezvoltare și variație interindividuală, pare a fi o semnătură biologică adânc înrădăcinată, a sugerat Raznahan.
„Nu toate regiunile cortexului sunt create egale. Regiunile cu expansiune ridicată par să exige un cost biologic mai mare ”, a spus el. „Se cheltuiesc„ bani ”biologici pentru creșterea țesutului în plus. Aceste regiuni par a fi mai lacome în ceea ce privește consumul de energie. Folosesc sânge relativ oxigenat decât regiunile cu expansiune scăzută. Expresia genelor legate de metabolismul energetic este, de asemenea, mai mare în aceste regiuni.
„Este scump și este puțin probabil ca natura să cheltuiască dacă nu obține o rentabilitate a investiției sale”.
Deoarece persoanele cu anumite tulburări mentale prezintă modificări ale dimensiunii creierului legate de influențele genetice, noile hărți ale cortexului pot îmbunătăți înțelegerea modificării organizării creierului în tulburări, notează cercetătorii.
Regiunile cu expansiune mai mare sunt, de asemenea, implicate în diferite tulburări ale neurodezvoltării, astfel încât noile perspective pot conține indicii pentru înțelegerea modului în care modificările genetice și de mediu pot avea un impact asupra funcțiilor mentale superioare, adaugă cercetătorii.
„Studiul nostru arată că există schimbări organizaționale consistente între creierele mari și creierele mici”, a spus Raznahan. Observarea faptului că creierul trebuie să se configureze în mod constant în mod diferit în funcție de mărimea sa este importantă pentru a înțelege cum funcționează creierul în starea de sănătate și boală. ”
Studiul a fost publicat în Ştiinţă.
Sursa: Institutul Național de Sănătate Mentală
