Мозъчните изображения на децата показват как когнитивният контрол се увеличава с възрастта
С развитието на мозъка на детето той става по-сегрегиран в специализирани звена, но в същото време по-интегриран като цяло благодарение на по-силните връзки „хъб“. Тези добре дефинирани, свързани в мрежа мозъчни структури са пряко свързани със здравословното развитие на изпълнителните функции, като способността да се контролират импулсите, да се организира и да се вземат решения.
В ново проучване, публикувано в списанието Съвременна биология, изследователите успяха да картографират промените в мозъка, които са в основата на тези подобрения в изпълнителната функция. Констатациите могат също да доведат до идентифициране на биомаркери с ненормално мозъчно развитие, които могат да предскажат риска на човек за психоза и големи разстройства на настроението.
„Бяхме изненадани да установим, че усъвършенстването на структурните мозъчни мрежи включва повишена модулна сегрегация и глобална интеграция, тъй като силно модулните системи имат потенциал да станат фрагментирани“, казва Тед Сатъртуейт, асистент по психиатрия в Медицинското училище в Перелман в университета в Пенсилвания.
„Тази все по-модулна, но глобално интегрирана мрежова топология може да увеличи ефективността на комуникацията, като същевременно минимизира разходите за окабеляване в мозъка.“
Изследването предполага, че модулната мозъчна архитектура е от решаващо значение за развитието на сложно познание и поведение. Всъщност степента, до която изпълнителната функция се подобрява при млад човек, е пряко свързана с това колко добре дефинирана е неговата модулна мрежова структура.
За изследването изследователите се заеха да изследват нормалния модел на развитие на структурни мрежови модули и тяхната връзка с изпълнителното функциониране. Извлечените данни от голяма извадка от 882 младежи на възраст между осем и 22 години, които са били подложени на дифузионно изобразяване като част от Кохортата за невроразработване във Филаделфия, базирана в общността изследване на мозъчното развитие, което включва богати невроизображения и когнитивни данни.
Както се очакваше, изпълнителната функция се подобри значително при участниците в проучването с възрастта. Анализ на мозъчните изображения разкрива все по-специализирана и напълно интегрирана модулна структура.
„Развитието на модулната мрежова архитектура не доведе до фрагментиране на мозъка“, обяснява първият автор на изследването Греъм Баум, доктор на науките. кандидат в Медицинския факултет на Перелман към Университета на Пенсилвания.
„Всъщност общият мрежов капацитет за комуникация всъщност се е увеличил, благодарение на укрепването на специфични„ хъб “връзки между модулите. Тези резултати показват, че докато децата растат, мозъкът им става по-сегрегиран в специализирани звена, но също така и по-интегриран като цяло. "
Констатациите предполагат, че глобално интегрирана мрежова архитектура може да бъде от решаващо значение за подпомагане на специализирана обработка и намаляване на смущения между мозъчните системи.
Изследователите казват, че сега комбинират структурни и функционални техники за изобразяване, за да изследват как структурните мозъчни мрежи ограничават и оформят функционални мозъчни мрежи и модели на активиране. Те също така ще провеждат изследвания, за да определят дали тази информация може да помогне да се предскаже появата на психиатрични разстройства при деца години по-късно.
Източник: Cell Press
