Масштабное исследование изучает изменения функциональной связности человеческого мозга на протяжении жизни
Известно, что с рождения и до последних мгновений жизни человеческий мозг значительно меняется и развивается, как с точки зрения его физической организации (т. е. структурной связанности), так и координации между различными областями мозга (т. е. функциональной связанности). Картографирование и понимание эволюции мозга с течением времени имеет решающее значение, поскольку это также может пролить свет на различия в мозге людей, у которых развиваются различные расстройства психического здоровья или которые испытывают когнитивное снижение, связанное со старением.
Исследователи из Пекинского педагогического университета и других институтов Китая недавно провели масштабное исследование, чтобы собрать новые сведения о том, как функциональная связность мозга людей во всем мире меняется в течение их жизни. Их статья , опубликованная в Nature Neuroscience , раскрывает закономерности в эволюции мозга, которые могут дать информацию для будущих исследований, сосредоточенных на широком спектре нейропсихиатрических и когнитивных расстройств.
«Функциональная связность человеческого мозга меняется в течение жизни», — пишут Лянлун Сан, Тенгда Чжао и их коллеги в своей статье. «Мы собираем данные функциональной и структурной магнитно-резонансной томографии без задания от 33 250 человек в возрасте от 32 недель постменструального возраста до 80 лет из 132 мест по всему миру».
В рамках своего исследования Сан, Чжао и его коллеги составили набор данных, содержащий данные нейровизуализации десятков тысяч людей, собранные в разных странах мира. Эти данные были собраны в рамках крупномасштабных проектов, таких как Human Connectome Project (HCP), развивающийся Human Connectome Project (dHCP) и Baby Connectome Project (BCP).
Проанализировав этот большой массив данных, исследователи выявили ключевые различия в эволюции функционального коннектома мозга, а также периоды в течение жизни человека, в течение которых различные части мозга связаны сильнее, также демонстрируя более широкий спектр связей. Они обнаружили, что сила и разнообразие связей между различными частями мозга достигают пика в раннем и среднем возрасте.
Функциональные атласы на уровне популяции и на уровне индивидуума на протяжении всей жизни. Кредит: Nature Neuroscience (2025). DOI: 10.1038/s41593-025-01907-4
«Мы сообщаем о критических точках перегиба в нелинейных кривых роста глобального среднего значения и дисперсии коннектома, пики которых приходятся на конец четвертого и конец третьего десятилетия жизни соответственно», — пишут Сан, Чжао и их коллеги.
«После создания детального набора атласов системного уровня мозга, охватывающего всю продолжительность жизни, мы показываем различные временные рамки созревания для функциональной сегрегации в различных системах. Рост региональных связей в течение жизни организован вдоль пространственно-временной оси коры, переходя от первичных сенсомоторных областей к ассоциативным областям более высокого порядка».
Недавние анализы, проведенные Саном, Чжао и их коллегами, также привели к созданию атласов мозга, которые выделяют периоды в течение жизни, в течение которых различные области мозга становятся специализированными для выполнения определенных задач посредством процесса, известного как функциональная сегрегация. Эти карты также указывают на важные переходы в младенчестве, детстве и подростковом возрасте, связанные с приобретением важных навыков и сдвигами в когнитивных способностях.
«Эти результаты проливают свет на эволюцию функционального коннектома на протяжении жизни и могут служить нормативным ориентиром для количественной оценки индивидуальных различий в развитии, старении и нейропсихиатрических расстройствах», — пояснили исследователи.
Это масштабное глобальное исследование и полученные в результате его проведения знания могут стать ценным вкладом в понимание человеческого мозга, направляя будущие исследования, сосредоточенные на конкретных изменениях в развитии и усилиях, направленных на внедрение персонализированных методов лечения различных состояний. Более того, комплексный анализ группы может помочь обнаружить новые отклонения в функциональной связности мозга, связанные с определенными нейропсихиатрическими или нейродегенеративными расстройствами.