دماغنا ليس ثابتًا طوال الحياة. ومن المعروف بالفعل أن القدرة على تعلم أشياء جديدة وخطر الإصابة بالضعف الإدراكي تتغير من مرحلة الطفولة إلى الشيخوخة. ربما وجد العلماء الآن تفسيرًا لذلك: يمر نظام الاتصال داخل المخ بأربع مراحل رئيسية من إعادة الهيكلة.

يتكون الدماغ من مناطق منفصلة تتبادل المعلومات من خلال مسارات المادة البيضاء – حزم من العمليات الرقيقة للخلايا العصبية (المحاور). وظائفنا المعرفية، مثل الذاكرة، تعتمد عليها. ومع ذلك، حتى الآن لم يكن من الواضح ما إذا كانت عمليات إعادة الترتيب العالمية تحدث في هذا النظام طوال الحياة.

تقول عالمة الأعصاب الإدراكية أليكسا موسلي: “لم يسبق لأحد أن جمع بين مقاييس متعددة للكشف عن المراحل الشاملة لتطور الشبكة العصبية”. جامعة كامبريدج.

وقام الباحثون بتحليل فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي لأدمغة حوالي 3800 من سكان المملكة المتحدة والولايات المتحدة الذين تتراوح أعمارهم بين 0 إلى 90 عامًا، ومعظمهم يتمتعون بصحة جيدة، وتمت مشاركة نتائجها في اتصالات الطبيعة.

اتضح أنه لدى الأشخاص الذين يعيشون حتى سن الشيخوخة، تمر بنية الاتصالات العصبية بخمس مراحل رئيسية، مفصولة بأربع نقاط تحول رئيسية.

1. منذ الولادة وحتى 9 سنوات: تصبح المسارات بين مناطق الدماغ أطول وأكثر تعقيدًا، مما يقلل من كفاءتها. يقول موسلي: “يبدأ الأمر في استغراق وقت أطول لنقل المعلومات بين مناطق الدماغ”.

قد يكون هذا بسبب حقيقة أن أدمغتنا في مرحلة الطفولة مليئة بالعديد من الروابط، ولكن مع نمونا واكتسابنا للخبرة، يتم “قطع” الروابط غير المستخدمة تدريجيًا. خلال هذه المرحلة، يبدو أن الدماغ يعطي الأولوية لإنشاء مجموعة واسعة من الروابط المفيدة للتعلم (مثل العزف على البيانو) على حساب فعاليتها.

2. من 9 إلى 32 سنة: الصورة معكوسة. ويتوقع موسلي أن هذا التحول قد يرتبط ببداية سن البلوغ، عندما تؤثر التغيرات الهرمونية على نمو الدماغ: “يبدأ الدماغ في جعل الاتصالات أكثر كفاءة – فهي تصبح أقصر، وتنتقل المعلومات من منطقة إلى أخرى بشكل أسرع”.

من المحتمل أن تدعم هذه العملية تطوير مهارات مثل التخطيط وصنع القرار، بالإضافة إلى تحسين الأداء المعرفي مثل الذاكرة العاملة.

3. من 32 إلى 66 سنة: أطول فترة. يقول موسلي: “خلال هذه المرحلة، لا يزال دماغك يتغير بالطبع، ولكن بمعدل أبطأ بكثير”. وعلى وجه الخصوص، تبدأ الاتصالات بين مناطق الدماغ في فقدان كفاءتها تدريجيًا مرة أخرى.

يقول موسلي: “ليس من الواضح تمامًا ما الذي يدفع هذا التحول بالضبط، ولكن سن الثلاثين تقريبًا يرتبط بالكثير من التغييرات الرئيسية في نمط الحياة – مثل إنجاب الأطفال، والاستقرار في منزلك – وقد يلعب ذلك دورًا”.

تضيف البروفيسور كاتيا روبيا من جامعة كينغز كوليدج في لندن أن السبب قد يكون أيضًا “التآكل” العام للجسم.

4. من 66 إلى 83 سنة: تصبح الاتصالات بين الخلايا العصبية داخل منطقة الدماغ نفسها أكثر استقرارًا من تلك الموجودة بين المناطق المختلفة. “هذا أمر مثير للاهتمام لأنه في هذا الوقت تقريبًا يزداد خطر الإصابة بأمراض مثل الخرف ومشاكل الصحة العامة،” يعلق موسلي.

5. من 83 إلى 90 سنة: في المرحلة الأخيرة، تضعف الروابط بين مناطق الدماغ، ويتم نقل المزيد والمزيد من المعلومات من خلال العقد الرئيسية التي تربط العديد من المناطق. يوضح موسلي: “يشير هذا إلى أن الدماغ في هذه المرحلة لديه موارد أقل للحفاظ على جميع الاتصالات، وأنه مجبر على الاعتماد بشكل أكبر على مناطق معينة تعمل كعقد مركزية”.

من الواضح أن هذا ليس رسمًا بيانيًا بمقاس واحد يناسب الجميع، ولكن في عينة كبيرة، تظهر القمم الواضحة بوضوح: 9 و 32 و 66 و 83 سنةأي أن إعادة الهيكلة هذه هي خاصية أساسية للنمو العصبي البشري والشيخوخة. قد يساعد فهم هذه التغييرات في تفسير سبب ظهور الاضطرابات النفسية غالبًا قبل سن 25 عامًا، ولماذا يكون الأشخاص الذين تزيد أعمارهم عن 65 عامًا معرضين بشكل خاص للإصابة بالخرف.

يقول روبيا: “من المهم أن نفهم نقاط التحول الطبيعية في بنية الدماغ طوال فترة الحياة حتى نتمكن في المستقبل من استكشاف ما يتعطل في الأمراض النفسية أو التنكس العصبي”. “بمجرد أن نفهم طبيعة الانحرافات، سيساعدنا ذلك في العثور على علاجات. على سبيل المثال، يمكننا معرفة العوامل البيئية أو المواد الكيميائية التي تسبب هذه الاختلافات وإيجاد طرق لتصحيحها من خلال العلاج، أو تغيير نمط الحياة، أو الأدوية.”

وخلصت إلى أنه أولا، هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد ما إذا كانت هذه النتائج تنطبق على مجموعات سكانية أكثر تنوعا عرقيا وجغرافيا.